RU1836596C

RU1836596C - Исполнительный механизм электромагнитного действи

Info

Publication number: RU1836596C
Application number: SU4830615A
Authority: RU
Inventors: Кройтер Петер; Шайдт Мартин
Original assignee: Феф Моторентехник Гмбх Унд Ко., Кг
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1993-08-23
Also published as: US5131624A; EP0405189A1; ATE95278T1; DE3920976A1; JP2827170B2; JPH0344009A; DE59002882D1; EP0405189B1

Abstract

Сущность изобретени : в корпусе установлены два рабочих электромагнита, обеспечивающих возможность перемещени кор , св занного с управл ющим элементом , в два крайних положени . Пружинна система удерживает управл ющий элемент в промежуточном положении равновеси при отключенных электромагнитах. Управл ющий элемент установлен с возможностью регулировки хода путем изменени положени рабочей поверхности полюса электромагнита и основание пружиной. Исполнительный механизм снабжен электромагнитной системой переключени дл одновременного изменени рассто ни между рабочими поверхност ми полюсов и согласовани положени равновеси пружинной системы с новым положением рабочих поверхностей полюсов путем изменени положени основани пружины. 12 з.п.ф-лы, 18 ил.

Description

Изобретение относитс к исполнительным механизмам электромагнитного действи дл управлени распределительными клапанами в перкол ционных машинах.

В основе насто щего изобретени лежит задача - ускорить процесс регулировани . Исполнительный механизм должен быть зафиксирован по меньшей мере, в двух различных положени х, а переключение должно происходить, в случае двигател внутреннего сгорани за промежуток времени , значительно меньший, чем врем дл прохождени цикла двигател внутреннего сгорани . Дл решени поставленной задачи исполнительный механизм электромагнитного действи , состо щий из установленных в корпусе двух рабочих электромагнитов , обеспечивающих возможность перемещени кор , св занного с управл ющим элементом, в два крайних положени и пружинной системы, удерживающей управл ющий элемент в промежуточном положении равновеси при отключенных электромагнитах, причем управл ющий элемент установлен с возможностью рёгулирбвк Мхода путам изменени положени рабочей поверхности полюса электромагнита и основани , по крайней мере, одной из пружин системы, снабжен электромагнитной системой переключени дл одновременного изменени рассто ни между рабочими поверхност ми полюсов электромагнитов и согласовани положени равновеси пружинной системы

сл

С

00

со

CS (Л

ю о

со

с новым положением рабочих поверхностей полюсов путем изменени положени по крайней мере одного основани пружины. При этом по крайней мере один из рабочих электромагнитов снабжен элементом дл изменени магнитного сопротивлени его магнитного контура, с целью поддержки посто нным промежутка времени между отключением тока рабочего магнита и началом движени кор (времени отпускани ко- р ). Управл ющий элемент может приводитьс и действие передаточным элементом, выполненным, например; в виде коромысла или ведомого рычага. Дл све1 дени к минимуму выделени шума и износа в элементах конструкции электромагнитной системы переключени исполнительный механизм может быть снабжен замедлителем движени рабочего электромагнита вблизи крайних положений, по крайней мере, в од- ном из направлений, или замедлителем движени кор между рабочими электромагнитами. Дл компенсации возникающих при работе исполнительного механизма линейных расширений может примен тьс гидравлический компенсатор клапанного зазора, В .соответствии с изобретением эта деталь конструкции может быть расположена в различных положени х внутри исполнительного механизма, в осо- бенности D магнитном коре или между рабочим электромагнитом, обеспечивающим закрытое положение клапана, и корпусом. Кроме того, электромагнитна система переключени может содержать посто нный магнит, который обеспечивает сохранение кор исполнительного механизма в прит нутом положении. Дл уменьшени энергии , особенно дл удержани магнитного кор на рабочих повер хност х полюса, один или оба рабочих магнита могут быть, снабжены посто нными магнитом. Дл ком пенсации линейных расширений , и упрощени регулировки при монтаже элемент

дл изменени магнитного сопротивлени

контура рабочего электромагнита поджат к корпусу упругим звеном и установлен с возможностью перемещени в направлении, противоположном направлению усили , развиваемого упругим звеном.

Насто щее изобретение обеспечивает возможность цифрового управлени исполнительным механизмом. Согласование собственной системы переключени с любым исполнительным механизмом позвол ет свободно располагать исполнительные механизмы в случае многоцилиндровой перко- л ционной машины. Благодар регулировке различных магнитных сопротивлений в положени х включени , можно привести в

; 5 0 5 0 5 0

5

0

5

движение исполнительные механизмы в различных положени х, включени с помощью неизмен емых управл ющих сигналов . Демпфирование движени , гидравлическа компенсаци линейного расширени , а также использование посто нного магнита снижают величину потребл емой энергии.

На фиг.1 изображен продольный разрез устройства, при этом система переключени дл изменени рабочего хода изображена в выключенном состо нии и находитс в положении малого рабочего хода (распределительный клапан перкол ционной машины закрыт); на фиг.2 -устройство с включенной системой переключени в положении большого рабочего хода (распределительный клапан перкол ционной машины закрыт); на фиг,3 - элементы конструкции, обеспечи; ваюицие демпфирование движени , кор и гидравлическую компенсацию линейного. расширени , а также вариант выполнени исполнительного механизма с посто нным магнитом в рабочем магните, обеспечивающем положение закрыто, причем элемент конструкции, регулирующий магнитное сопротивление , установлен с возможностью перемещени ; на фиг.4 - фрагмент изображенного на фиг.З варианта выполнени с условным обозначением А, на фиг.5 - пример выполнени конструкции с расположенным в системе переключени посто нным магнитом; на фиг.6 - пример выполнени устройства дл демпфировани движением системы переключени посредством сжати воздуха; на фиг.7-13 изображены различные возможные варианты выполнени элементов, обеспечивающих регулировку магнитного сопротивлени рабочего магнита; на фиг.14-17 - различные возможные варианты расположени систе; мы переключени дл регулировани рабочих магнитов в положении открыто, на фиг.18 - пример выполнени устройства с управл ющим элементом, приводимым в действие коромыслом.

Исполнительный механизм содержит рабочие электромагниты 1 и 2, с обмотками 3 и 4 и корем 5. Электромагнит 1 удерживаетс гильзой 6 в корпусе 7 и скреплен с ним винтами буртом 8. Рабочий электромагнит 1 образует с неподвижной станиной 9 системы переключени одно целое. Подвижный корь 10 электромагнитной системы переключени действует через регулируемый установочный винт 11 на пружину 12.котора удерживаетс на пластине кор 5. Якорь 10 через соединительный болт 13 св зан с рабочим магнитом 2, который введен в гильзу б, с возможностью перемещени в осевом направлении. Упор, с помощью которого регулируетс положение рабочего магнита 2 и тем самым рабочий ход, образует ушко креплени 14, которое прижимаетс силой предварительно сжатой пружины 12 к нижней кромке гильзы 6. Система переключени выполнена с обмоткой 15. Размеры рабочего электромагнита 2 по его нижнему краю выбраны таким образом, что площадь поперечного сечени 16 дл прохождени магнитного потока между обмоткой 4 и нижним краем, значительно меньше, чем остальна площадь поперечного сечени магнитного контура, и таким образом уже при средней модул ции магнитного контура происходит повышение магнитного сопротивлени . Шайба 17 из магнитом гкого железа прижата в корпусе 7 силой предварительного сжати пружины 18 по направлению к упору 19. Прит нутое положение кор 10 к станине 9 представл ет упор дл показанного на фиг.2 положе- ни системы переключени . В этом положении шайба 17 расшир ет площадь поперечного сечени магнитного контура и уменьшает магнитное сопротивление в рабочем магните 2. При этом шайба 17 удалена на небольшое рассто ние от упора 19, и таким образом обеспечена надежна опора рабочего магнита 2 на шайбе 17. Винтом 11 положение равновеси колебательной системы , состо щей из пружин 12 и 20, а также кор 5, штока 21, элемента управлени и пружинного диска 22, регулируетс таким образом, что корь 5 находитс в состо нии поко в обесточенном состо нии посредине между рабочими магнитами 1 и 2. В этом положении св занный со штоком 21 управл ющий элемент, например, распределительный клапан двигател внутреннего сгорани открыт на половину своего хода. Если корь 5 вошел в контакт с магнитом 1, он удерживаетс там благодар возбуждению обмотки 3. При этом управл ющий элемент находитс в закрытом состо нии. Затем дл работы исполнительного механизма в обмотке 3 отключаетс , в результате чего через промежуток времени называемый временем отпускани корь 5 отдел етс от магнита 1 и, мину положение равновеси придвигаетс на магнит 2. Обмотка 4 магнита 2 своевременно возбуждаетс так, что корь 5 прит гиваетс к магниту 2 и там удерживаетс . В обесточенном состо нии обмотки 15 система переключени находитс в положении малого рабочего хода. Если обмотка 15 возбуждаетс , то корь 10 прит гиваетс против силы предварительно сжатой пружины 12 к станине 9.

Чтобы не допустить неконтролируемые состо ни , корь 5 остаетс на рабочем магните 1, где он удерживаетс благодар возбуждению обмотки 3. Через соединительный болт 13 движение кор передаетс рабочему магниту 2, и он движетс по направлению к шайбе 17. В результате этого . рабочий магнит 2 получает увеличенную площадь поперечного сечени 16. котора

0 позвол ет компенсировать повышенный уровень усили благодар большему рабочему ходу и тем самым поддерживать посто нным врем отпускани после отклонени обмотки 4 до начала движени кор . Поло5 жение равновеси колебательной системы 5, 12, 20, 21, 22 благодар перемещению неподвижного основани пружины 12 снова находитс посредине между рабочими магнитами 1 и 2. Система переключени при

0 малом рассто нии между корем 10 и станиной 9 удерживаетс путем возбуждени малым током. Якорь 5 своей внешней кромкой 23 образует уплотнительный зазор дл гильзы 6. Гильза 6 выполнена с канавкой 24,

5 через которую воздух из объема сверху ко- рл может утекать в объем, наход щийс под корем. Вблизи рабочей поверхности полюс верхнего магнита 1 внешн кромка 23 минует верхнюю кромку 25 канавки 24, и корь

0 5 уплотн ет оставшийс в верхнем объеме воздух. Возникающа сила гасит ускорение кор 5. Исполнительный механизм может содержать также гидравлический элемент 26 компенсации линейного расширени , ко5 торый укреплен в коре 5 и действует на шток 21 управл ющего элемента. Через корь элемент 26 может снабжатьс напорным маслом. Посто нный магнит 27 может быть расположен в рабочем магните 1. Он

0 делает возможным удержание кор 5 без протекани тока в обмотке 3 и поддерживает прит гивание кор 5. Дл отделени кор 5 от рабочей поверхности полюса магнита 1 обмотка 3 приводитс в действие

5 с помощью обратной процессу прит гивани пол рности посто нного тока. Возбужденное поле действует против пол посто нного магнита 27 и действие сил на корь 5 уменьшаетс до тех пор, пока сила

0 сжатой пружины не превысит их, и начнетс движение. На фиг.5 изображен вариант выполнени электромагнитной системы переключени , состо щей из станины 9 и кор 10с посто нным магнитом 28. Дл прит ги5 вани кор 10 к станине 9 возбуждаетс обмотка 15. В случае прилегани кор 10 к станине 9 обмотка 15 может быть отключена , дл отделени кор 10 обмотка 15 возбуждаетс при обратной пол рности посто нного тока. На фиг.6 изображен узел.

обеспечивающий демпфирование движени при переключении системы в направлении движени от малого рабочего хода к большому. Шайба 17 из магнитом гкого материала оснащена на внешней кромке гильзой 29, котора образует уплотнительный зазор дл рабочего магнита 2. Гильза 29 выполнена с отверсти ми 30, которые при движении магнита 2 и уменьшении пространства 31 допускают утечку воздуха до тех пор, пока рабочий магнит 2 закроет отверсти вблизи шайбы 17, оставшийс воздух сжимаетс и возникает демпфирующа сила. На фиг. с 7 по 13 изображен другой вариант выполнени узла дл изменени магнитного сопротивлени рабочего магнита . Важным дл безупречного функциониро- вани исполнительного механизма вл етс .точна воспроизводимость контакта между соответствующим рабочим магнитом 32 и шайбой 33 из магнитом гкого железа. Конические конструкции (фиг.8 и 13) обеспечивают возможностью самоцентри- . ровани , плоские горизонтальные (фиг,7) обеспечивают простоту изготовлени , вер- тикальные(фиг.9 и 10) дают в итоге посто нный радиальный зазор, а конструкци со штифтами 34 (фиг. 11 и 12) благодар большому числу элементов не подвержена погрешност м изготовлени . На фиг. с. 14 по 17 исполнительный механизм изображен упрощенно, он содержит, в основном, верхнюю пружину 35, рабочие магниты 36 и 37, нижнюю пружину 38 и электромагнитную систему переключени 39. ГТ|М смещении основани верхней пружины 35 (фиг.14 и 16) целесообразна коррекци магнитного сопротивлени на обоих рабочих магнитах 36 и 37, прежде всего, в св зи с необходимостью короткого времени открыти , коррекци в магните 37. При смещении Основани , нижней пружины 38 уровень усилил в магните 35 при закрытом клапане независим от величины хода и посто нен. Коррекци целесообразна только в магните 37. Конструкци электромагнитной системы переключени 39 (фиг.16 и 17) делает возможным внизу исполнительного механизма компактное соединение с магнитом 37, На фиг.18 изображен вариант выполнени исполнительного механизма с рабочими магнитами 40 и 41, корем 42, пружинами 43 и 44, коромыслом 45, а также распределительным клапаном 46. Электромагнитна система переключени 47 через штангу 48 приводит в движение магнит 40 и пружину 43. Пружины 43 и 44 с учётом передаточного отношени , имеют половину общей жесткости пружин, колебательной системы.

Claims

Формула изобретени 1. Исполнительный механизм электромагнитного действи дл перемещени возвратно-поступательно управл ющих

элементов.реркол ционных машин, преимущественно дл плоских задвижек и подъемных клапанов, состо щий из установленных в корпусе двух рабочих электромагнитов, обеспечивающих возможность перемеще0 ни кор , св занного с управл ющим элементом , в два крайних положени , и пружинной .системы, удерживающей управл ющий элемент в промежуточном положении равновеси при отключенных

5 электромагнитах, причем управл ющий элемент установлен с возможностью регулировки хода путем изменени положени рабочей поверхности полюса электромагнита и основани , по крайней мере, одной из

0 пружин системы, отличаю щийс тем, что он снабжен электромагнитной системой переключени дл одновременного изменени рассто ни между рабочими поверхност ми полюсов электромагнитов и5 согласовани . положени равновеси пружинной системы с новым положением рабочих поверхностей полюсов путем изменени положени , по крайней мере од- ного основани пружины,

0
2. Механизм электромагнитного действи по л. отличающийс тем, что, по крайней мере, один из рабочих электромаг- . нитов снабжен элементом дл изменени магнитного сопротивлени его магнитного

5 контура. .
3. Механизм по п п. 1, 2, о т л и ч а ю щийс тем, что управл ющий элемент соединен с приводом через механический передаточный элемент.
0 4. Механизм по п,3, отличающийс тем, что передаточный элемент выполнен в виде коромысла или ведомого рычага.
5.Механизм попп.1-4,отличающи-. и с тем, что он снабжен замедлителем

5 движени рабочего электромагнита вблизи крайних положений, по крайней мере, в одном из направлений.
6.Механизм по пп.1-4, о т л и ч а ю щийс тем, что он снабжен замедлителем

0 движени кор между рабочими электромагнитами вблизи крайних положений.

.,
7. Механизм по пп. 1-6, о т л и ч а ю щийс тем, что он снабжен гидравлическим компенсатором клапанного зазора.
5 8. Механизм по п,7, о тличающий- с тем, что гидравлический компенсатор клапанного зазора расположен между корем и управл ющим элементом.
9. Механизм по п.7, отличающий- с тем, что гидравлический компенсатор

клапанного зазора расположен между рабочим электромагнитом, обеспечивающим закрытое положение клапана и корпусом.
10.Механизм по пп.1-9, отличающийс тем, что электромагнитна система переключени снабжена посто нным магнитом дл удержани кор в закрытом положении .
11.Механизм по пп.1-9, о т л и ч а ю- щ и и с тем, что в рабочем электро .магните, обеспечивающем закрытое положение клапана, установлен посто нный магнит,
12.Механизм по пп.1-9, отличающийс тем, что в рабочем электромагните, обеспечивающем открытое положение клапана , установлен посто нный магнит,
13.Механизм по пп.2-12, о т л ич а кз- щи и с тем, что элемент дл изменени магнитного сопротивлени контура рабочего электромагнита поджат к корпусу упругим звеном и установлен с возможностью перемещени в направлении, противоположном направлению усили , развиваемого упругим звеном.

7 15

#/# 2 Фиг.1

10 11

II 01

01

51 I

81 I

0

21 U

9639Ш

7 181630 фиьб Я. 1°

Фиг.

VL

28

Ч X

Фиг. 5

22

Ј1 гпф

&

ЈЈ

1Ј

01 гпф -т ггт-гт-т-г-,

ГЈ

L Щ

g.

Sf

ZzkZ

9699C81

91 гпф

96S.9E81

ФиИ7

40L

м

&

Ј

У

№ W

&