CN102333936B - 电磁调整装置 - Google Patents

Abstract

提出一种电磁调整装置(1)，所述电磁调整装置具有：壳体(2)；和两个促动器销(3、4)，所述两个促动器销(3、4)在驶入的静止位置与驶出的工作位置之间以能彼此独立移行地支承在该壳体中；以及阻动销(7、8)，所述阻动销(7、8)借助卡位件将所述促动器销(7、8)保持在静止位置上，并且能够在所述促动器销的移行方向上相对于所述促动器销移动，其中，所述阻动销被其他弹簧机构(15)朝向驶出方向加载力，并且为了松开所述卡位件而被以加载电磁力的方式朝向驶入方向移动。在此，所述调整装置应当具有共同配属给阻动销的电磁体(22)，该电磁体(22)具有可逆转的磁场方向，并且该阻动销的背离促动器销的端段(19)应当设有两极磁化的永磁体(20、21)，永磁体(20、21)在移行方向上彼此相反极化地定向。

Description

电磁调整装置

技术领域

本发明涉及一种电磁调整装置，所述电磁调整装置具有：壳体；和两个促动器销，所述两个促动器销以能在驶入所述壳体中的静止位置与从所述壳体驶出的工作位置之间彼此独立移行的方式支承在所述壳体中，并且被弹簧机构朝驶出方向加载力；以及阻动销，所述阻动销借助卡位件将所述促动器销保持在静止位置上，并且能够在促动器销的移行方向上相对于该促动器销移动。在此，所述阻动销被其他弹簧机构朝向驶出方向加载力，并且为了松开卡位件而被以电磁方式加载力地朝驶入方向移动。

背景技术

这种调整装置特别适合用于调整内燃机的冲程可变式气门机构，这种气门机构的基本工作原理例如由DE 10 2004 021 376A1中得出。所述气门机构的冲程可变性基于如下的凸轮件，所述凸轮件具有两个直接相邻地布置于其上的凸轮，所述凸轮的不同的打开方案

借助常规来讲刚性构造的凸轮随动件选择性地传递到换气阀上。为了依赖于运行点地调整所述打开方案，所述凸轮件抗相对转动地、但又在纵向上可推移地被布置在载体轴上，并且具有两个呈螺旋形地而且方向相反地分布的推移槽，这两个调整装置的促动器销的端段以仅一个促动器销选择性地接合到这些推移槽中。分别与所配属的促动器销处于嵌接中的推移槽的轴向分布使得所述凸轮件自控地并且符合凸轮轴夹角地从一个凸轮位置推移到另一凸轮位置上，而每个推移槽的径向分布这样设计，即，这些推移槽朝向推移过程的末端越发平坦，并且将当时处于嵌接中的促动器销从其工作位置移回到静止位置上。

在DE 196 11 641C1中所提出的气门机构的情况下，其中，所述气门机构具有三个相邻凸轮和两个相距小间距布置的促动器销，显得适当的是，将促动器销集成到共同的壳体中。

从被视为形成类属代表的DE 10 2006 051 809A1中得出一种具有一组能彼此独立移行的促动器销的调整装置，这些促动器销被支承在共同的壳体中，并且与被以电磁的方式加载力的阻动销依上面提到的方式共同起作用。对所述阻动销以电磁方式的力加载借助固定于其上的电磁衔铁来进行，所述电磁衔铁连同所配属的电磁线圈形成各一个电提升磁体(Elektrohubmagneten)。因此，在有两个促动器销的情况下，在用于生产和装配所述调整装置的花费相应很高的情况下，也需要两个这样的电提升磁体。

如果一组促动器销应当被集中在共同的壳体中，则这种考虑方案以同样的方式对于依据DE 10 2007 024 598A1的调整装置适用。

在WO 03/021612A1中提出了一种调整装置，对该调整装置的操作基于电磁体与固定于促动器销上的永磁体的共同作用。由于永磁体的磁吸引力，所述朝向驶出方向被施加弹簧力的促动器销吸附在未被馈电的电磁体上。为了将所述促动器销从该静止位置上松开，仅需要脉冲式地对电磁体馈电，用以克服永磁体的磁吸引力，其中，该促动器销不仅通过弹簧机构的力，还通过所述永磁体与被馈电的电磁体之间的磁性排斥效应的力朝工作位置的方向被加速。

在DE 20 2008 008 142U1中公开了这种工作原理的结构上的进一步研发方案。在那里，所述促动器销仅仅通过磁吸引力而被保持在永磁体上，从而通过促动器销和永磁体/电磁体的彼此偏心地布置，使具有两个或者三个促动器销的调整装置在共同的壳体中的紧凑的结构形式成为可能。

除了共同的壳体，所有提到的具有多个促动器销的调整装置需要可观的生产和装配开支，这是因为生产成本方面的最佳组合效果主要仅通过共同的壳体得到。

发明内容

因此，本发明以下述任务为基础，即，以如下方式改进开头所述类型的调整装置，即，所述调整装置不仅只需要尽量小的结构空间，并且所述调整装置的促动器销的间距很小，还可以尽可能低花费地被生产和装配。

本发明的解决方案从权利要求1所述的特征得出，而本发明的具有优点的改进方案和构造方案可以从从属权利要求中获知。据此，所述任务通过以下方式得以解决，即，所述调整装置具有共同配属给阻动销的电磁体，该电磁体具有可逆转的磁场方向，并且该阻动销的背离促动器销的端段设有两极磁化的永磁体，所述永磁体在移行方向上彼此相反极化地定向。

因此，仅需要一个以可逆极性被馈电的电磁体来用于两个可彼此独立地移行的促动器销。

所述永磁体的磁极的相反定向使得：在对电磁体馈电时，同一磁场吸引第一永磁体，而排斥第二永磁体。在此情况下，与第一永磁体相连的阻动销逆着另一弹簧机构的力地朝向电磁体的方向移动，也就是说，朝向所配属的第一促动器销的驶入方向移动，该促动器销在这时卡位件已松开的情况下移入其工作位置。与之相对地，与第二永磁体相连的阻动销以及所配属的第二促动器销保持静止。

在对电磁体进行极性相反地馈电时，磁场的作用逆转，从而这时第二永磁体被吸引，而第一永磁体被排斥。对此的出发点又是以下的状态，即，两个促动器销借助卡位件被保持在其静止位置上。在这时，以类似的方式将第二促动器销移入其工作位置，而第一促动器销保持在其静止位置上。

在本发明的改进方案中，所述永磁体应当在将阻动销的背离促动器销的端段贴合在电磁体的固定的芯区域上时，与该芯区域保持间距地分布。通过这些措施，永磁体的在电磁体的附近区域幂指数式增长的力作用被界定为如下量值，即，在电磁体未被馈电时，其他弹簧机构仍保留有充足的、使促动器销回复的力作用。

在此按照结构上适当的方式，所述芯区域构成用于阻动销的平坦的支承面，其中，所述阻动销的背离促动器销的端段相对于所述永磁体突出地分布。

在优选的构造方案中，所述卡位件应当分别通过以下特征来形成：

·分布于促动器销中的、用以容纳阻动销的纵向孔和一个或者多个与纵向孔相交的横向孔，

·构造在阻动销上的第一支撑面和构造在壳体中的第二支撑面，其中，所述支撑面中的至少一个相对于移行方向倾斜地分布，

·以及卡位体，所述卡位体被以在横向孔中能运动的方式来布置，并且在静止位置上，在支撑面之间被夹紧。

在这样的基于形状配合或摩擦配合的卡位件中，只需要很小的作用面，用以将所配属的促动器销逆着弹簧机构的力地可靠地保持在所述促动器销的静止位置上。与可这样产生的保持力相对照地，用于松开卡位件所需的力小许多倍，这是因为除了对阻动销进行加载的其他弹簧机构的力外，还仅需要克服作用于卡位体与支撑面之间的摩擦力。

所述一个或多个卡位体优选地构成为球，如同所述球作为滚动体制造方案的极为成本低廉的批量产品所获悉的那样。在此，可以设计有：三个球和三个均匀地分布在所述促动器销外周上的横向孔。这种布置方案相比于仅一个卡位体就如下方面而言是具有优点的，即：要么在卡位体的尺寸设定相同的情况下能产生更大的保持力，要么在卡位体的尺寸设定得较小时(相应于对于卡位件进一步减小结构空间的要求)能产生仅一个卡位体在需要时已经足够的保持力。此外，这种相差120°地分布于外周上的球的布置方案使得所述阻动销在机械上有利地、定中心地支撑在促动器销的纵向孔中。而不言而喻的是，还可以布置有仅一个、两个、四个或者更多个球。

此外，所述球能够自行制动地在所述支撑面之间被夹紧，其中，所述支撑面相对彼此具有恒定的、或者沿驶入方向缩小的间距。例如，所述第二支撑面可以平行于促动器销的移行方向地分布，并且是用于所述促动器销的、有利于制造而连贯式圆柱形纵向引导部的一部分。在所述支撑面的结构性的布置方案中，不言而喻的是，不仅要顾及到弹簧机构的力，还要顾及到球-支撑面接触部上的摩擦状况，从而不离开对于卡位件毫无问题地起作用所需要的在这些接触部上自行制动的范畴。

在此适当的是，阻动销上的第一支撑面朝向驶出方向在径向上变细，并且所述支撑面彼此平行地分布。在支撑面旋转对称的情况下，则这些支撑面呈平截头正圆锥状地构造。在所述促动器销离开静止位置和再次达到静止位置时，这种构造方案使得球与支撑面之间的特别不易磨损的滑动式接触或滚动式接触成为可能。

附图说明

本发明的其他特征由下面的说明和唯一的附图而得出，其中，以纵剖图示出依据本发明的电磁调整装置的一个实施例。

具体实施方式

附图公开了如下的调整装置1，所述调整装置1用于对开头所阐述的具有可推移凸轮件的可变冲程的气门机构加以控制(参见DE 196 11641C1)。所述调整装置是指可以装配到内燃机的汽缸头中的构造单元，所述构造单元具有壳体2和两个布置于壳体2中的、呈空心圆柱形构造的促动器销3和4。构造为相同部件的促动器销3、4支承在壳体2的纵向引导部5中，并且能够彼此独立地在驶入壳体2中的静止位置(如所示出地)与从壳体2中驶出的工作位置之间来回移行。如前面所阐述地，所述促动器销3、4在(未示出的)工作位置上与所配属的推移槽相嵌接，用以推移所述凸轮件。

所述被弹簧机构(在这里为螺旋压力弹簧6)朝向驶出方向加载力的促动器销3、4被由卡位件保持在静止位置上。卡位件的松开通过可控制的阻动销7和8来进行，所述阻动销7和8同样构成为相同部件，并且相对于促动器销3、4能够在其移行方向上移动。

彼此相同的卡位件分别由分布于促动器销3、4中的纵向孔9和与这些纵向孔9相交的横向孔10、构造在阻动销7、8上的第一支撑面11以及构造在壳体2中的第二支撑面12、以及呈球13形式的三个卡位体来形成。所述被可移动地布置在均匀地分布于促动器销3、4外周上的横向孔10中的球13在促动器销3、4处在静止位置上时，在支撑面11与12之间被夹紧。此外，所述阻动销7、8的分布于纵向孔9中的端段14呈锥形朝向促动器销3、4的驶出方向变细，从而第一支撑面11形成平截头正圆锥状的外壳面。所述壳体2中的第二支撑面12彼此以恒定的间距分布，并且因此形成了平截头正圆锥状的内壳面。

所述阻动销7、8分别通过另一弹簧机构(在这里为螺旋压力弹簧15)同样朝向驶出方向被加载力。在顾及到作用在阻动销7、8和促动器销3、4上的弹簧力以及球-支撑面接触部上的摩擦状况的情况下，以如下方式来选定所述支撑面11、12相对于促动器销3、4的移行方向的倾斜角度，方式为：所述球13被自行制动地夹紧在支撑面11、12之间，并且于是将促动器销3、4可靠地固定在静止位置上。所述倾斜角度在这里为大约5°。

所述同中心的螺旋压力弹簧6、15在一侧支撑于被压在壳体2中的插槽16上，并且在另一侧支撑在促动器销3、4或者阻动销7、8的圆环形的端面17和18上。所述阻动销7、8为了使卡位件松开而被以加载电磁力的方式朝向促动器销3、4的驶入方向移动，并且为了这个目的，在该阻动销7、8的背离促动器销3、4的端段19上设有固定于端段19上的永磁体20及21。依据本发明，永磁体20及21被在轴向上两极磁化—在促动器销3、4的移行方向上关于永磁体20及21的用N和S表示的北极和南极相反地定向，并且经受唯一一个电磁体22的磁场。

所述电磁体22包括：作为主要构件的电磁线圈23；固定的芯区域24；以及分两极的插接连接器25，以作为用于电磁线圈23的直流连接部。所述同轴地分布于电磁线圈23中的芯区域24在永磁体20、21的侧向上具有肩部，该肩部构成用于阻动销7、8的平坦的支承面26。以以下方式避免所述永磁体20、21强力吸附地贴合在支承面26上，即，阻动销7、8的端段19相对于永磁体20、21突出地分布，并且所述端段19距支承面26始终具有相应的最小间距。

所述调整装置1的工作原理如下：给电磁体22加有第一极性(+/-)的电压，于是在此形成的磁场吸引永磁体20或21，并且由于其逆转的极性而排斥另外那个永磁体21或20。被排斥的永磁体21或20、所配属的阻动销8或7进而还有所配属的促动器销4或3由于所配属的未松开的卡位件而保持静止，而以其中一个永磁体20或21加以吸引的阻动销7或8朝向驶入方向移动直至支承面26。在此，所配属的卡位件松开，方式为：所述球13相对于支撑面11、12的夹紧作用被解除。所述球13跟随第二支撑面12在壳体2中倾斜度，并且在径向上向内移入横向孔10中，而所述促动器销3或4被螺旋压力弹簧6的力推动到其工作位置上。既而，将电磁体22切换为不馈电，从而被吸引的阻动销7或8通过螺旋压力弹簧15的力而移回其初始位置。

如开头所提到的那样，处于嵌接中的促动器销3或4经过所述推移槽的在径向上抬升的驶出区域而被推回到其静止位置上，并且在那里再次被卡位。这通过以下方式来进行，即，所述球13跟随阻动销7或8上的第一支撑面11的倾斜的走向，球13在径向上向外在横向孔10中移动，并且在自行制动作用下被夹紧在支撑面11、12之间。

所述促动器销3或4接下来保持在其被卡位的静止位置上，而通过以下方式来开始对另外那个促动器销4或3的操作，即，在这时在电磁体22上施加具有相对于第一极性(+/-)逆转的第二极性(-/+)的电压。这时形成的磁场的逆转的作用方向排斥其中一个永磁体20或21，并且吸引另外那个永磁体21或20。另外那个促动器销4或3的进一步的调整走向以如前面所阐述的相同的方式来进行。

附图标记列表

1     调整装置

2     壳体

3     促动器销

4     促动器销

5     纵向引导部

6     螺旋压力弹簧

7     阻动销

8     阻动销

9     纵向孔

10    横向孔

11    第一支撑面

12    第二支撑面

13    球

14    阻动销的端段

15    螺旋压力弹簧

16    插槽

17    促动器销上的端面

18    阻动销上的端面

19    阻动销的端段

20    永磁体

21    永磁体

22    电磁体

23    电磁线圈

24    固定的芯区域

25    插接连接器

26    芯区域上的支承面

Claims (9)

1.电磁调整装置（1），具有：壳体（2）；和两个促动器销（3、4），两个所述促动器销（3、4）在驶入所述壳体（2）中的静止位置与从所述壳体（2）驶出的工作位置之间以能彼此独立移行的方式支承在所述壳体（2）中，并且被弹簧机构（6）朝向驶出方向加载力；以及阻动销（7、8），所述阻动销（7、8）借助卡位件将所述促动器销（3、4）保持在静止位置上，并且能够在所述促动器销（3、4）的移行方向上相对于所述促动器销（3、4）移动，其中，所述阻动销（7、8）被其他弹簧机构（15）朝向所述驶出方向加载力，并且为了松开所述卡位件而被以电磁方式加载力地朝向驶入方向移动，其特征在于，所述调整装置（1）具有共同配属给所述阻动销（7、8）的电磁体（22），所述电磁体（22）具有能逆转的磁场方向，并且所述阻动销（7、8）的背离所述促动器销（3、4）的端段（19）设有两极磁化的永磁体（20、21），所述永磁体（20、21）在移行方向上彼此相反极化地定向。

2.按照权利要求1所述的调整装置（1），其特征在于，在所述阻动销（7、8）的背离所述促动器销（3、4）的端段（19）贴合在所述电磁体（22）的固定的芯区域（24）上时，所述永磁体（20、21）与所述芯区域（24）保持间距地分布。

3.按照权利要求2所述的调整装置（1），其特征在于，所述芯区域（24）形成用于所述阻动销（7、8）的平坦的支承面（26），其中，所述阻动销（7、8）的背离所述促动器销（3、4）的端段（19）相对于所述永磁体（20、21）突出地分布。

4.按照权利要求1所述的调整装置（1），其特征在于，所述卡位件分别通过以下特征来形成：

·分布于所述促动器销（3、4）中的、用以容纳所述阻动销（7、8）的纵向孔（9）和一个或者多个与所述纵向孔（9）相交的横向孔（10），

·构造在所述阻动销（7、8）上的第一支撑面（11）和构造在所述壳体（2）中的第二支撑面（12），其中，所述支撑面（11、12）中的至少一个相对于移行方向倾斜地分布，

·以及卡位体（13），所述卡位体（13）以在所述横向孔（10）中能运动的方式来布置，并且在静止位置上，在所述支撑面（11、12）之间被夹紧。

5.按照权利要求4所述的调整装置（1），其特征在于，所述卡位体（13）构成为球。

6.按照权利要求5所述的调整装置（1），其特征在于，设置有三个球（13）和三个均匀地分布在所述促动器销（3、4）外周上的横向孔（10）。

7.按照权利要求5所述的调整装置（1），其特征在于，所述球（13）能够自行制动地被夹紧在所述支撑面（11、12）之间，其中，所述支撑面（11、12）相对彼此具有恒定的间距或者朝向所述驶入方向缩小的间距。

8.按照权利要求7所述的调整装置（1），其特征在于，所述第一支撑面（11）朝向所述驶出方向在径向上变细，并且所述支撑面（11、12）彼此平行地分布。

9.按照权利要求8所述的调整装置（1），其特征在于，所述支撑面（11、12）呈平截头正圆锥状地构造。

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