DE102007020092A1 - Switchable magnet arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine schaltbare Magnetanordnung, mit mindestens zwei Elektromagneten (4), wobei jeder Magnet (4) eine Erregerspule (7) aufweist, die konzentrisch einen bei Strombaufschlagung in axialer Richtung beweglichen Hubankerkolben (8) umgibt, eine elektrische Kontaktierung (18) aufweist und der magnetische Fluss jedes Magneten (4) über ein scheibenförmiges Jochteil (19), einem Konus (10) und einem die Erregerspule (7) zumindest teilweise umgebendes topfartiges Gehäuse (5) geschlossen ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, das das Jochteil (19) als Einlegeteil für beide Magnete (4) ausgestaltet ist.The invention relates to a switchable magnet arrangement, comprising at least two electromagnets (4), each magnet (4) having an exciter coil (7) concentrically surrounding a lifting armature piston (8) which is movable in the axial direction when the current is applied, has an electrical contact (18) and the magnetic flux of each magnet (4) is closed via a disk-shaped yoke part (19), a cone (10) and a pot-shaped housing (5) at least partially surrounding the exciter coil (7). The invention is characterized in that the yoke part (19) is designed as an insert part for both magnets (4).
Description
Die Erfindung betrifft eine schaltbare Magnetanordnung entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The The invention relates to a switchable magnet arrangement according to the features of the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Solche
schaltbaren Magnetanordnungen finden z. B. Anwendung bei einer proportionalen
drehzahlabhängigen Verstellung einer Ein- und Auslassnockenwelle
bei Pkw Motoren. Die Verstellung dient zur Drehmomentenanhebung
bei niedrigeren Drehzahlen und zur Schadstoff- und Verbrauchsreduzierung.
Derartige Magnetanordnungen sind mechanisch mit dem Verbrennungsmotor
verbunden, wobei ein Kunststoffgehäuse mit Befestigungsflansch
jeden Magneten teilweise oder ganz umgeben und jeweils ein Anschlussflasch
zur Montage des Magneten an weitere Teile vorgesehen ist (
Je Zylinderbank werden zwei Einzelmagnete sowie zwei Hallsensoren auf einen Aluminium-Druckgussdeckel durch Anschrauben befestigt. Dieser Druckgussdeckel wird während der Motormontage wiederum positioniert und angeschraubt. Jede Funktionsgruppe Magnet und Sensor ist mit einem eigenem Dichtelement (O-Ring) sowie einem eigenen Stecker zur elektrischen Kontaktierung ausgerüstet.ever Cylinder bank are two single magnets and two Hall sensors an aluminum die-cast lid attached by screwing. This die-cast lid is repositioned during engine mounting and screwed. Each functional group magnet and sensor is with one own sealing element (O-ring) as well as its own plug for electrical Contacting equipped.
Die proportionale drehzahlabhängige Verstellung einer Ein-/Auslassnockenwelle bei Pkw – Motoren dient zur Drehmomentenanhebung bei niedrigen Drehzahlen und zur Schadstoff- und Verbrauchsreduzierung. Hierzu wird ein Mehrwegeproportionalventil im Motorraum direkt am Zylinderkopf angeschraubt. Betätigt wird das einzelne Ventil durch einen Proportionalmagneten. Als Eingangssignal des Magneten wird die pulsmodulierte Bordspannung des Pkw verwendet. Durch Veränderung des Tastverhältnisses der Bordspannung wird über den einzelnen Magneten die Ventilkolbenstellung bzw. der Ölvolumenstrom variabel gesteuert. Durch die Veränderung des Volumenstromes wird die Aus- und Eingangsnockenwelle relativ zur Kurbelwelle verstellt. Diese Verstellung beeinflusst die Steuerzeiten der Aus- und Eingangsventile.The proportional speed-dependent adjustment of an intake / exhaust camshaft For passenger car engines, the torque is increased at low speeds Speeds and to reduce pollutant and fuel consumption. For this a multi-way proportional valve in the engine compartment is bolted directly to the cylinder head. The single valve is actuated by a proportional solenoid. The input signal of the magnet is the pulse-modulated on-board voltage of the Car used. By changing the duty cycle the on-board voltage becomes the valve piston position via the individual magnets or the oil volume flow variably controlled. By changing the Volume flow is the output and input camshaft relative to Crankshaft adjusted. This adjustment affects the timing the outlet and inlet valves.
Durch die Montage der Magnetanordnung direkt am Motorblock ist der Bauraum, insbesondere die Bauhöhe eingeschränkt. Auch bezüglich der Dichtung sind hohe Anforderungen zustellen. Es muss verhindert werden, dass zwischen Metall und Kunstoffteilen der Abdeckung Leckagepfade auftreten.By the assembly of the magnet assembly directly on the engine block is the installation space, especially the height restricted. Also regarding the seal are high requirements. It must be prevented be that between metal and plastic parts of the cover leakage paths occur.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Magnetanordnung vorzusehen, deren Baugröße und im Wesentlichen die Bauhöhe reduziert ist und deren Montage am Moorblock eines Pkws verglichen zum Stand der Technik vereinfacht ist. Die Lösung erfolgt in Verbindung mit dem Oberbegriff durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.It the object of the invention is to provide a magnet arrangement, their size and essentially the height is reduced and compared their mounting on the bog block of a car is simplified to the prior art. The solution is done in Connection with the preamble by the characterizing features of claim 1.
Durch die Anordnung des Jochteils als Einlegeteil wird ein Modulteil mit nur einem Bauteil hergestellt mit eingeschweißten Magneten. Die Einzelanordnung des Jochteils für jeden Magneten kann entfallen. Eine Vorumspritzung, wie dies bei der Montage nach dem Stand der Technik erforderlich war, ist nicht mehr notwendig. Das Einlegeteil dient nicht nur als magnetflussleitendes Teil, sondern auch zur Stabilisierung und Positionierung beider Magnete. Dadurch können die Anschraubprozesse der Einzelmagnete und Sensoren entfallen.By the arrangement of the yoke part as an insert is a module part with only one component manufactured with welded-in magnets. The individual arrangement of the yoke part for each magnet can omitted. A Vorumspritzung, as with the assembly after the State of the art was required is no longer necessary. The Insertion not only serves as a magnetic flux conducting part, but also for stabilization and positioning of both magnets. Thereby can the bolting processes of the individual magnets and sensors omitted.
Das Einlegteil umfasst in einer bevorzugten Ausführung einen versteifter Metalleinleger aus magnetisch leitendem Material in Form einer Brille. Durch die Brillenform wird die Positionierung des Magnetkreises noch verbessert. Der Magnettopf wird bei der Montage an der Jochbrille durch diese fixiert.The Einlegteil comprises in a preferred embodiment a stiffened metal insert of magnetically conductive material in Shape of a pair of glasses. The shape of the glasses makes the positioning the magnetic circuit still improved. The magnet pot is used during assembly fixed to the yoke glasses by this.
Die radiale und axiale Positionierung der beiden Magnete in Bezug auf eine zentrale Achse kann vorzugsweise durch Aufnahme eines Zentrierelementes wie z. B. des Joches in einer Zentrieröffnung der Jochbrille erfolgen. Der Ankerkolben ist dabei im Joch geführt.The radial and axial positioning of the two magnets in relation to a central axis may preferably by receiving a centering element such as B. the yoke in a centering hole of the yoke glasses respectively. The anchor piston is guided in the yoke.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann die Positionierung der beiden Magnete durch Aufnahme in eine Dichthülse in der gestanzten Bohrung des Einlegers oder der Jochbrille erfolgen. Die Dichthülse ist dabei einseitig geschlossen und ist mit ihrem offenen Ende an einem rohrförmigen Gehäuse jedes Magneten axial aufgeschweißt. Sie dient gleichzeitig als Führungshülse für den Anker. Durch das axiale Anschweißen können der von der nicht magnetisierbaren Dicht- bzw. Führungshülse umgriffene Anker jedes Magneten und das Gehäuseteil radial aneinander angrenzen und somit einen durchgehenden magnetischen Fluss gewährleisten.In a further advantageous embodiment of the invention, the positioning of the two magnets can be done by receiving in a sealing sleeve in the punched bore of the insert or the Jochbrille. The sealing sleeve is closed on one side and is welded axially with its open end to a tubular housing of each magnet. It also serves as a guide sleeve for the anchor. Due to the axial welding of the magnetized by the non-magnetizable sealing or guide sleeve anchors each magnet and the housing part radially adjacent to each other and thus ensuring a continuous magnetic flux.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird die elektrische Kontaktierung der Magnetanordnung zentral über das Einlegeteil geführt. Die elektrische Kontaktierung erfolgt zentral oberhalb der Jochbrille. Dadurch sind Einzelkontaktierungen der beiden Magnete nicht mehr erforderlich.In In another advantageous embodiment, the electrical Contacting of the magnet assembly centrally via the insert guided. The electrical contact is done centrally above the yoke glasses. As a result, individual contacts of the two magnets are no longer required.
Die gemeinsame elektrische Kontaktierung umfasst auch zusätzliche im Modul angeordnete Sensoren, deren Einzelkontaktierung damit entfällt. So erfolgt vorzugsweise die elektrische Kontaktierung der Hallsensoren über den gleichen Steckerabgang, wie für die PWM gesteuerte Versorgungspannung der Magnete.The Common electrical contacting also includes additional arranged in the module sensors whose individual contact eliminates this. So Preferably, the electrical contacting of the Hall sensors via the same connector output, as for the PWM controlled Supply voltage of the magnets.
Die Sensoren sind dabei vorteilhaft durch Schneid-Klemmtechnik an ein Stanzgitter kontaktiert, das, wie die Jochbrille, als weiteres Einlegeteil ausgeführt ist. Die Sensoren können somit ebenso wie die Magnete als fertige Baugruppe eingebaut werden.The Sensors are advantageous by cutting-clamping technology on a Punching grid contacted, which, like the yoke glasses, designed as another insert is. The sensors can thus as well as the magnets as finished assembly to be installed.
In einer weiteren vorteilhaften Anordnung ist die die elektrische Kontaktierung quer zur Einbaurichtung der Magnetbaugruppe angeordnet. Der Steckerabgang kann somit waagerecht oder seitlich angeordnet sein. Die seitliche oder waagerechte Kontaktierung kann nach einem Bewickeln eines Spulenkörpers montiert werden, wodurch die Bauraumhöhe der Anordnung zusätzlich verkleinert werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin begründet, dass durch den waagerechten Steckerabgang die Komplexität eines Spritzgußwerkzeuges für die Montage verringert werden kann.In Another advantageous arrangement is the electrical contacting arranged transversely to the installation direction of the magnet assembly. The plug outlet can thus be arranged horizontally or laterally. The lateral or horizontal contacting can after a winding of a bobbin be mounted, whereby the space height of the arrangement in addition can be made smaller. Another advantage is due to the fact that the horizontal plug outlet the complexity of an injection mold for the assembly can be reduced.
Das flussführende Gehäuse beider Magnete ist vorteilhaft in eine gemeinsame Kunststoffhaube integriert, welche zusätzlich die Kontaktierung und die Sensoren umfasst. Diese Haube umfasst ein eingespritztes Stanzgitter, die Sensoren und den vollständigen Magnetkreis. Die Abdichtung gegenüber dem Einbauort erfolgt durch Vergussmasse im Steckerbereich. Die Einlegeteile werden zusätzlich mit eine Riffelung versehen zur Verlängerung eines Kapilar-Leckagepfades.The flux guiding housing of both magnets is advantageous integrated into a common plastic hood, which in addition includes the contact and the sensors. This hood includes an injected punched grid, the sensors and the complete Magnetic circuit. The seal against the installation takes place by potting compound in the connector area. The inserts are additional provided with a corrugation for extending a Kapilar leakage path.
Alle Einlegeteile (Stanzgitter und Jochbrille) sind von den Abdeckelementen der Haube abgedeckt und bilden somit keine Nebenleckagepfade.All Inserts (punched grid and Jochbrille) are of the cover elements covered the hood and thus form no secondary leakage paths.
Die Kunststoffhaube weist vorteilhaft ein Gehäusedeckel auf, der durch eine Kunststoffmasse gebildet ist und die Kunststoffmasse mindestens einen Anschlußflansch zur Montage der Magnetanordnung aufweist. In die Kunststoffmasse ist die elektrische Kontaktierung eingebettet, wobei die Kunststoffmasse das Steckergehäuse bildet.The Plastic hood advantageously has a housing cover, which is formed by a plastic compound and the plastic material Has at least one connecting flange for mounting the magnet assembly. Embedded in the plastic compound is the electrical contact, wherein the plastic compound forms the connector housing.
Die Kunststoff- oder Modulhaube kann so gestaltet werden, das die Sensoren durch Einbau in einen Sensorhalter sowohl als Standardteil verwendet werden können, als auch das ein Sensorteilmodul zum Einsatz kommt, bei dem die Anzahl der anzubringenden Kontaktierungen zwischen dem Stanzgitter und den Sensoren nochmals reduziert werden können. Dazu müssen an der Modulhaube geeignete Schnittstellen zur Aufnahme des Sensorteilmoduls geschaffen werden.The Plastic or modular hood can be designed so that the sensors by installation in a sensor holder used both as a standard part can be as well as a sensor sub-module used comes in which the number of contacts to be attached between the punched grid and the sensors can be reduced again. For this purpose, suitable interfaces must be provided on the module hood be created for receiving the sensor submodule.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.Further Advantages and features of the invention will become apparent from the in the Drawing illustrated and described below embodiment the subject of the invention.
Ausführungsbeispielembodiment
Die
Magnetanordnung
Die
Magnetanordnung, wie dies aus
Der
Hubankerkolben
Der
Hubankerkolben
Die
elektrische Kontaktierung der beiden Magnete
Beide
Magnete
Die
Modulhaube
Anzahl
der anzubringenden Kontaktierungen zwischen Stanzgitter
Die
Kontaktierung der Erregerspule
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel. Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.The Invention is not limited to the embodiment, but in the context of the Revelation often variable. All new, in the description and / or drawing disclosed individual and combination features are considered to be essential to the invention.
- 11
- Magnetanordnungmagnet assembly
- 22
- KunststoffhaubePlastic hood
- 33
- Zentrale Achseheadquarters axis
- 44
- Magnetmagnet
- 55
- Rohrförmiges Gehäusetubular casing
- 66
- Spulenkörperbobbins
- 77
- Erregerspuleexcitation coil
- 88th
- HubankerkolbenHubankerkolben
- 99
- Betätigungsstangeactuating rod
- 1010
- Konuscone
- 1111
- Dichthülsesealing sleeve
- 1212
- Brilleglasses
- 1313
- Rundteilindexing
- 1414
- Zentrierbohrungcentering
- 1515
- Stanzgitterlead frame
- 1616
- Steckerplug
- 1717
- Sensorhaltersensor holder
- 1818
- Kontaktierungcontact
- 1919
- Jochteilyoke
- 2020
- Stegbereichweb region
- 2121
- Lagercamp
- 2222
- Lagercamp
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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R037 | Decision of examining division/fpc revoking patent now final |
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