DE102007020092B4 - Switchable magnet arrangement - Google Patents
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Abstract
Schaltbare Magnetanordnung mit mindestens zwei Elektromagneten (4),
– wobei jeder Magnet (4) eine Erregerspule (7) aufweist, die konzentrisch einen bei Strombeaufschlagung in axialer Richtung beweglichen Hubankerkolben (8) umgibt,
– eine elektrische Kontaktierung (18) aufweist
– und der magnetischen Fluss jedes Magneten (4) aber ein scheibenförmiges Jochteil (19), einem Konus (10) und einem die Erregerspule (7) zumindest teilweise umgebendes rohrförmiges Gehäuse (5) geschlossen ist,
– dadurch gekennzeichnet, dass das Jochteil (19) als Einlegeteil für beide Magnete (4) ausgestaltet und jeweils eine zentrische Bohrung (14) als Zentrieröffnung zur radialen und axialen Positionierung der beiden Magnete (4) in Bezug auf eine zentrale Achse (3) aufweist.Switchable magnet arrangement with at least two electromagnets (4),
- wherein each magnet (4) comprises an excitation coil (7) which concentrically surrounds a lifting armature piston (8) which can be moved in the axial direction when current is applied,
- Has an electrical contact (18)
- And the magnetic flux of each magnet (4) but a disc-shaped yoke member (19), a cone (10) and an excitation coil (7) at least partially surrounding the tubular housing (5) is closed,
- characterized in that the yoke part (19) designed as an insert for both magnets (4) and each having a central bore (14) as a centering for radial and axial positioning of the two magnets (4) with respect to a central axis (3) ,
Description
Die Erfindung betrifft eine schaltbare Magnetanordnung entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.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.For each cylinder bank, two individual magnets and two Hall sensors are attached to an aluminum die-cast cover by screwing on. This die-cast cover is repositioned and screwed on during motor assembly. Each functional group magnet and sensor is equipped with its own sealing element (O-ring) as well as its own plug for electrical contacting.
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 in passenger car engines is used to increase the torque at low engine speeds and to reduce pollutant and fuel consumption. For this purpose, a multi-way proportional valve in the engine compartment is screwed 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. By varying the duty cycle of the on-board voltage, the valve piston position or the oil volume flow is variably controlled via the individual magnets. By changing the volume flow, the output and input camshaft is adjusted relative to the crankshaft. This adjustment affects the timing of the output and input 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 Kunststoffteilen der Abdeckung Leckagepfade auftreten.By mounting the magnet assembly directly on the engine block of the space, in particular the height is limited. Also with regard to the seal are high demands. It must be prevented that between the 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 is the object of the invention to provide a magnet assembly whose size and essentially the overall height is reduced and whose installation on the bog block of a passenger car is simplified compared to the prior art. The solution is in conjunction with the preamble by the characterizing features of claim 1.
Magnete. Dadurch können die Anschraubprozesse der Einzelmagnete und Sensoren entfallen.Magnets. As a result, the Anschraubprozesse the individual magnets and sensors can be 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 insert part comprises in a preferred embodiment a stiffened metal insert of magnetically conductive material in the form of a pair of spectacles. Due to the shape of the glasses, the positioning of the magnetic circuit is improved. The magnet pot is fixed during assembly on the yoke glasses through them.
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 with respect to a central axis may preferably by receiving a centering element such. B. the yoke in a centering of the yoke glasses. 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. By axial welding of the non-magnetizable sealing or guide sleeve engages anchor each magnet and the Housing radially adjacent to each other and thus ensure 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 a further advantageous embodiment, the electrical contacting of the magnet assembly is guided centrally via the insert. The electrical contacting takes place centrally above the yoke glasses. As a result, individual contacts of the two magnets are no longer necessary.
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 contact also includes additional sensors arranged in the module, which eliminates their individual contact. Thus, preferably, the electrical contacting of the Hall sensors via the same plug outlet, 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 advantageously contacted by cutting-clamping technology to a stamped grid, which, like the yoke glasses, is designed as a further insert. The sensors can thus be installed as well as the magnets as a finished assembly.
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 a further advantageous arrangement, the electrical contacting is 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 be mounted after a winding of a bobbin, whereby the space height of the arrangement can be additionally reduced. Another advantage lies in the fact that the complexity of an injection molding tool for assembly can be reduced by the horizontal connector outlet.
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 advantageously integrated in a common plastic hood which additionally comprises the contacting and the sensors. This hood includes an injected stamped grid, the sensors and the complete magnetic circuit. The seal against the installation site is made by potting compound in the connector area. The inserts are additionally provided with a corrugation for the extension of 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 covered by the cover of 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. In the plastic mass, the electrical contact is embedded, wherein the plastic material 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 can be used both as a standard part by installation in a sensor holder, as well as a sensor sub-module is used, in which the number of contacts to be mounted between the lead frame and the sensors are further reduced can. For this purpose, suitable interfaces for receiving the sensor submodule must be created on the module hood.
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 illustrated in the drawings and described below embodiment of the subject invention.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Magnetanordnung
Die Magnetanordnung, wie dies aus
Der Hubankerkolben
Der Hubankerkolben
Die elektrische Kontaktierung der beiden Magnete
Beide Magnete
Die Modulhaube
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 disclosure often variable. All new, disclosed in the description and / or drawing single and combination features are considered essential to the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Magnetanordnungmagnet assembly
- 22
- KunststoffhaubePlastic hood
- 33
- Zentrale AchseCentral axis
- 44
- Magnetmagnet
- 55
- Rohrförmiges GehäuseTubular housing
- 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
Claims (19)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R026 | Opposition filed against patent |
Effective date: 20110916 |
|
R037 | Decision of examining division or of federal patent court revoking patent now final | ||
R037 | Decision of examining division or of federal patent court revoking patent now final |
Effective date: 20150303 |
|
R107 | Publication of grant of european patent cancelled |
Effective date: 20150603 |