HU208759B - Electromagnetic rotating adjusting member - Google Patents

Description

A találmány tárgya elektromágneses, forgó állítótag. Az ilyen állítótagot fojtási keresztmetszet vezérlésére alkalmazzák, elsősorban belső égésű motorok üzemanyagvezetékében. Az állítótagnak van egy házban elhelyezett állítómotorja. Az állítómotor a házhoz képest rögzített állórészből és a forgatható, egy fojtószerwel összekötött forgórészből áll. Vagy az állórész vagy a forgórész az állórész forgástengelyéhez képest szimmetrikusan elhelyezett, egymással nagyjából szembenlévő állandómágnes-szegmensekkel van ellátva, míg a másiknak - a forgórésznek vagy az állórésznek - áramtól átfolyt gerjesztőtekercsei vannak. Az állítótagban van továbbá egy mágneses, érintkezés nélkül működő visszaállító elem, ami legalább az egyik állandómágnes-szegmens erőterében van.

A JP-GM-GM 60-88044 számú leírásból ismeretes egy ilyen, mágneses visszaállító elemmel ellátott forgó állítótag, aminek a visszaállító eleme az állítómotor áramának kimaradásakor a forgó állítótag forgórészét meghatározott nyugalmi helyzetbe állítja. Ez az ismert visszaállító elem a házhoz rögzített állandómágnesen kívül két további, a forgórésszel összekötött állandómágnesből áll. így a nyugalmi helyzetben fennálló kis forgatónyomaték-gradiens következtében a visszaállítóerő viszonylag kicsi. A visszaállító elemnek a szabályozási forgatónyomaték ellen ható maximális forgatónyomatéka viszont nem kívánt módon nagy.

Találmányunk célja a forgó állítótag olyan kialakítása, hogy a visszaállító elemnek a lényegesen egyszerűbb szerkezet mellett kedvezőbb forgatónyomaték-jelleggörbéje is legyen.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a visszaállító elem ferromágneses anyagból készül, és az állítómotor legalább egyik, ebből a célból hosszirányban meghosszabbított állandómágnes-szegmensének erőterében van elhelyezve.

Különösen előnyös a visszaállító elem aszimmetrikus keresztmetszeti alakja, amely különösen sem pontszimmetrikus, sem tengelyszimmetrikus. Ezáltal legalább az egyik forgásirányban tovább csökken a forgatónyomaték maximuma és ugyanakkor növekszik az a visszaállítási szög, amelyből az elem ismét visszaforog a kívánt nyugalmi helyzetbe.

A visszaállító elem előnyös módon az állítómotor evégett hosszirányban meghosszabbított, legalább egy állandómágnes-szegmensnek erőterében van.

Azzal, hogy a hajtás állandómágnesét a visszaállító berendezésben is alkalmazzuk, csökken az alkatrészek száma.

A visszaállító elem előnyös módon egy axiálisan vékony tárcsából áll.

A tárcsaalakú kialakítás csökkenti a visszaállító berendezés axiális beépítési hosszát.

Előnyös, ha a visszaállító elemnek van két, egymással radiálisán szembenlévő, küllőalakú kiálló elemrésze és mindkét ilyen elemrész külső végén két-két kar egy elképzelt körvonal mentén. Az egyik ilyen kar előnyös módon hosszabb vagy rövidebb, mint a másik három kar. A karok radiális irányban előnyös módon vékonyak.

A visszaállító elem karjainak kis radiális szélessége biztosítja a meredek nullaátmenetet a forgatónyomaték szögelfordulás jelleggörbében és ezáltal pontosabban betartható az a nyugalmi pont, amelybe az elem az állítómotor árammentes állapotában visszaforog,

A gerjesztőtekercsek és a visszaállító elem előnyös módon az állítómotor állórészén vannak elhelyezve.

Az állítómotor forgórésze előnyös módon pohárszerűen körülveszi az állórészt és az állandómágnesszegmensek úgy vannak elhelyezve, hogy axiálisan túlnyúlnak a forgórész és a visszaállító elem hengeres falain.

A visszaállító elemben a kiálló elemrészek meghosszabításaiban előnyös módon lelapolások vannak, amelyeknél a visszaállító elem és az állandómágnesszegmensek közötti távolság nagyobb, mint a karoknál.

Találmányunkat annak egy példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben, ábráink segítségével, amelyek közül:

- az 1. ábra egy forgó állítótag hosszmetszete;

- a 2. ábra egy visszaállító elem felülnézete.

A forgó 1 állítótagnak van egy 2 állítómotorja, amelynek a forgórésze egy 3 fojtószervre hat. Ez a 3 fojtószerv egy 4 kerülővezetékben van, ami egy belső égésű motor üresjárati égési levegőjének szabályozása végett pillangószeleppel ellátott 5 szívóvezetékhez tartozik. A 3 fojtószerv forgó tolózárként van kialakítva és többé vagy kevésbé zárja a 4 kerülővezetékben lévő 6 vezérlőnyílást. A 6 vezcrlőnyílás egy 12 házban van kialakítva, ami a 3 fojtószervet is befogadja. A 2 állítómotor egy 8 geijesztő tekerccsel ellátott, központos 7 állórészből és az armatúraként kialakított, poháralakú 9 forgórészből áll.

A 9 forgórész hengerpalást-alakú falán két 10 állandómágnes-szegmens van.

A 10 állandómágnes-szcgmensek csészealakúak és egyenként körülbelül 135° szögtartományra terjednek ki. A 9 forgórésznek van egy sima 11 tengelye, amit a 12 házban rögzített 13 és 14 csapágy kis súrlódással csápágyaz. All tengelyen van rögzítve a 4 kerülővezetéket vezérlő 3 fojtószerv.

A 7 állórész egy sapkaszerű 16 házba van szerelve, ami a 9 forgórészen és a 7 állórészen túlnyúlik és össze van kötve a 12 házzal. A 7 állórész 17 tengelyén van a ferromágneses anyagú 18 visszaállító elem. így a 18 visszaállító elem ugyanúgy nem foroghat el, mint a 7 állórész. A 18 visszaállító elem vékony tárcsaként van kialakítva és a 9 forgórész 10 állandómágnes-szegmenseinek erőterében van úgy, hogy radiálisán egészen közel van az állandómágnesekhez, de nem érintkezik azokkal. A 10 állandómágnes-szegmensek axiálisan túlnyúlnak a 18 visszaállító elemen.

A 2. ábrán látható, hogy a 18 visszaállító elem a 17 tengelyre felhúzott és egy központos 20 íurattal ellátott 19 középrészből áll, amelynek van két, egymással szembenlévő, küllőszerű, radikális 21 elemrésze. A 21 elemrészek külső végein kerékkoszorúszerűen két-két, oldalt elálló, 22,23,24,25 kar van, amelyek nagyjából a 18 visszaállító elem kerületét képező körvonal mentén helyezkednek el. Az egyik, 25 kar kerületi irányban

HU 208 759 Β egy 26 kardarabbal hosszabb, mint a többi. Két-két, a 22 és 23, illetve a 24 és 25 kar együtt képezi a 18 visszaállító elem egyik mágnesezhető pólusát. A két, 22 és 23 kar együtt - a 10 állandómágnes-szegmens szögtartományának megfelelően - körülbelül 135’ szögre teqed ki. A 24 és 25 kar a 26 kardarab szögterjedése miatt 135’-nál mintegy 20...30’-kal nagyobb szögtartományra terjed ki. A 22, 23, 24 és 25 kar a 26 kardarab nélkül a 20 furatra pontszimmetrikus. A 25 kar meghosszabítása következtében a 18 visszaállító elem aszimmetrikus és így nem áll fenn sem pontszimmetria, sem tengelyszimmetria. Ez elérhető a 25 kar lerövidítése útján is. A 22, 23, 24 és 25 karok szabad végei semmi esetre sem érintkezhetnek egymással. A 22, 23,24 és 25 kar radikális szélessége kicsi. A jelen, példaképpeni kiviteli alaknál ez a szélesség lényegesen kisebb, mint a 18 visszaállító elemet képező tárcsának a 17 tengely irányában lévő anyagvastagsága. A 18 visszaállító elemen a 21 elemrészek meghosszabbításában 27 lelapolások vannak, úgyhogy ott a távolság a 10 állandómágnes-szegmensektől nagyobb, mint a 22,23, 24 és 25 karnál. Ennek következtében a 18 visszaállító elem mágneses vezetése ezen a részen kisebb. Ez meggátolja az elem idő előtti továbbugrását a legközelebbi, körülbelül 90’-kal elforgatott nyugalmi helyzetbe. Ha a 18 visszaállító elem tömör kivitelű, akkor rögzíthetősége végett az egyik 21 elemrészben van egy, a 20 furat kerületéig átmenő, menetes 29 furat, amibe egy hernyócsavart lehet behajtani. A 18 visszaállító elem készülhet azonban pakettált lemezből is, amelyeket a tengelyre felsajtolnak.

A18 visszaállító elemnek az a feladata, hogy árammentes állapotban a forgórészt és azzal együtt a 3 fojtószervet egy határozott helyzetbe állítsa és abban megtartsa, és így a fojtószerv a 4 kerülővezetékben nyitva tartson egy szükségáramlási keresztmetszetet, amelyen át a belsőégésű motor biztos továbbjárásához elegendő levegő áramolhat. Evégett a 3 fojtószerv minden üzemi helyzetében elegendő visszaállító nyomatéknek kell rendelkezésre állnia, és a forgórész nyugvópontját, vagyis a visszaállító berendezésnek a 2. ábrán látható mágneses nyugalmi pontját nagy pontossággal kell betartani. A nyugalmi pontban a 22, 23 és 24 kar a 10 állandómágnes-szegmenseknek nagyjából azonos hosszára terjed ki, míg a 26 közdarab benyúlik az állandómágnes-szegmensek között kerületi irányban fennálló résbe. A visszaállító forgatónyomaték maximális értékének nem szabad meghaladni az állítómotor szabályozási forgatónyomatékát. A találmány szerinti forgó állítótag teljesíti ezeket a követelményeket. A forgatónyomaték - szögelfordulás jelleggörbe - a forgatónyomaték a szögelfordulás függvényében - a szokványos forgó állítótaghoz képest a maximumnál laposabb és ennek ellenére a nyugalmi pontban meredek. így a nyugalmi pont szűk, 2’ és 4’ közötti szögtartományra van korlátozva. Itt a súrlódás és a hiszterézis hatása érvényesül.

A visszaállító elem aszimmetrikus kialakítása révén a visszaállítási tartomány a szimmetrikus elrendezéshez képest annyira megnő, hogy a 18 visszaállító elemek egy forgó állítótagban történő alkalmazásakor meg van gátolva a legközelebbi nyugalmi helyzetbe való túlugrás is. Ha ugyanis a 18 visszaállító elem szimmetrikus lenne, akkor két, egymással szembeniévé, erősebb és két, ezekhez képest 9O’-kal eltolt, gyengébb, illetve instabil nyugalmi pont adódnék. A találmány szerinti 18 visszaállító elemnél a visszaállítási szög - legalábbis abban az irányban, amelyben az állítómotor túlnyomó szabályozási tartománya van kb. 40’-ról kb. 65’-ra növekszik.

A találmány nem korlátozódik a kiviteli példákra, így a 18 visszaállító elem működéséhez elegendő, ha csak az egyik 10 állandómágnes-szegmens van meghosszabbítva és ez egy például csak kétkarú visszaállító elemre hat. Kétpólusú rendszer helyett - amelyben két, nem azonos pólusú 10 állandómágnes-szegmens van - négypólusú rendszerrel is ki lehet alakítani a mágneses visszaállítást. Az ismertetett kiviteli alaknál a nyugalmi pontok a 10 állandómágnes-szegmensek közepén vannak. Ehelyett üzemi nyugalmi pontokként is lehet alakítani a mágnesrésekben lévő, tehát 9O’-kal elforgatott nyugalmi pontokat. Evégett a 22, 23, 24 és 25 karnak vastagabbnak kell lennie és a 21 elemrészek végein lévő 27 lelapolásokat kisajtolt kivágásokként kell kialakítani.

Claims (9)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Elektromágneses forgó állítótag (1) fojtási keresztmetszet vezérlésére, elsősorban belső égésű motor üzemanyagvezető vezetékében, amelynek házban (16) elhelyezett, a házhoz (16) rögzített állórésszel (7) és fojtószervvel (3) összekötött forgatható forgórésszel (9) ellátott állítómotorja (2) van, ahol az állórész (7) vagy a forgórész (9) a forgórész (9) forgástengelyéhez képest szimmetrikus, egymással szembenlévő állandómágnes-szegmensekkel (10) van ellátva, és a másiknak - a forgórésznek (9), illetve az állórésznek (7) - áramjárta geqesztőtekercsei (8) vannak; az állítótagban (1) van továbbá egy mágnesesen, érintkezés nélkül működő visszaállító elem (18), amely legalább az egyik állandómágnes-szegmens (10) erőterében van, azzal jellemezve, hogy a visszaállító elem (1) ferromágneses anyagból készül, és az állítómotor (2) legalább egyik, ebből a célból hosszirányban meghosszabbított állandómágnes-szegmensének (10) erőterében van elhelyezve.

2. Az 1. igénypont szerinti elektromágneses forgó állítótag, azzal jellemezve, hogy a visszaállító elem (18) keresztmetszete aszimmetrikus és különösen sem pontszimmetrikus, sem tengelyszimmetrikus.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti elektromágnes forgó állítótag, azzal jellemezve, hogy a visszaállító elemet (18) egy axiális irányban vékony tárcsa képezi.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti elektromágnes forgó állítótag, azzal jellemezve, hogy a visszaállító elemnek (18) van két, egymással radiálisán szembenlévő, küllőszerű elemrésze (21) és mindkét elemrész (21) külső végéből egy képzelt körvonal mentén két-két kar (22,23,24,25) áll ki.

HU 208 759 Β

5 (18) hengeres falain axiálisan túlnyúlnak.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti elektromágnes forgó állítótag, azzal jellemezve, hogy a visszaállító elem (18) egyik karja (25) hosszabb vagy rövidebb, mint a másik három kar (22,23,24).

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti elektromágnes forgó állítótag, azzal jellemezve, hogy a karok (22,23,24,25) radiális irányban vékonyak.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti elektromágnes forgó állítótag, azzal jellemezve, hogy a gerjesztőtekercsek (8) és a visszaállító elem (18) az állítómotor (2) állórészén (7) vannak elhelyezve.

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti elektromágnes forgó állítótag, azzal jellemezve, hogy az állítómotor (2) forgórésze (9) az állórészt (7) pohárszerűen körülveszi, a forgórészen (9) lévő és állandómágnesszegmensek (10) a forgórész (9) és a visszaállító elem

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti elektromágnes forgó állítótag, azzal jellemezve, hogy a visszaállító elemen (18) az elemrészek (21) meghosszabbításaiban lelapolások (27) vannak, amelyek kömyezeté10 ben a visszaállító elem (18) távolsága az állandómágnes-szegmensektől (10) nagyobb, mint a karok (22,23, 24,25) környezetében.