專利名稱：電磁調節設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據獨立權利要求的前序部分所述的電磁調節設備。此類設備例如從德國實用新型20114466中已知，且適合于大量調節設備。此類設備優選用于凸輪軸調整；在此，與可運動的電樞單元相連接的滑塊或推桿單元作用于內燃機的凸輪軸，且因此實現期望的調節功能。
背景技術：
在內燃機或同類應用領域的情況中，尤其涉及可靠的運行，其中例如特殊的環境條件(高溫、振動以及可能的冰冷的發動機)導致可能的故障，這必須被可靠地檢測到。相應地，對于源自現有技術的電磁調節設備，已知所謂的復位檢測技術，其中在線圈單元的接線夾上分析例如在線圈單元未通電狀態下檢測且分析的、與凸輪軸位置相應地移動的電樞單元的感應信號。此類設備例如在本發明人的DE102006035225A1中顯示。但源自現有技術的帶有另外相似的、在此方面未深化開端的此技術的缺點在于，僅難以確定來自各接線夾信號的故障，且后接的分析電子器件相應地是昂貴且本身也易于故障。此外，缺點還包括此已知的感應技術受到原理的限制僅可測定桿或電樞單元的運動而不可測定各推桿的位置，尤其不能通過用于分析感應線圈電壓的裝置測定例如接合在凸輪軸內的桿的(靜止的)端部位置。相應地，在本申請時尚未公開的本發明人的實用新型申請202009006940建議，作為測量用于電樞的位置檢測的(通過永磁單元感應的)線圈電壓的替代，在調整設備的殼體或支架單元內提供靜止的傳感器裝置，所述傳感器裝置與永磁裝置共同作用而進行磁性檢測，且響應于永磁裝置的運動或位置(例如與電樞單元的運動或位置相應)輸出所屬的磁場檢測信號用于另外的處理。此信號首先與線圈單元的通電或未通電狀態無關，且尤其也與電樞的運動或靜止情況無關，如圖9所解釋以用于考慮此實用新型申請的內部現有技術:在(未示出的)殼體單元內提供靜止的線圈單元10，所述線圈單元10圍繞靜止的芯12形成。安放有推桿單元16的電樞單元14相對于此靜止的單元在軸向方向上(即在圖9的縱向方向上)以可運動的方式支承，所述推桿單元16以其接合側端部18以另外已知的方式設計用于與凸輪軸調整設備的槽共同作用。電樞單元14具有(盤形的)永磁單元20，所述永磁單元20以所示的方式被軸向磁化且因此與芯單元12這樣地對置，使得電樞單元14連同安放的推桿單元16 (所述推桿單元16固定地或通過永磁單元20的固定力以可拆卸的方式固定在永磁單元20上)響應于線圈單元10的通電而在軸向方向上(即在圖9中向下)運動。為實現位置檢測，在此內部現有技術中，為永磁單元20對應配設靜止的傳感器單元22(適合于提供在圖中未示出的殼體內)，所述傳感器單元22檢測永磁場且例如實現為霍爾傳感器，所述霍爾傳感器可以檢測磁場及其由于電樞單元14的運動引起的改變，且可隨后輸送給電子分析裝置。因此，此解決方案可克服前述公開的現有技術的受到原理限制的缺點。
當然，根據圖9 一般地且示意性地示出，然后當然在具體情況中具體形成的此解決方案仍需要改進。因此，示意性地示出的線圈單元10連同芯12的在圖1Oa(電樞單元14被吸引的狀態，僅示出其永磁盤(20))以及圖1Ob (電樞單元遠離的狀態)中示意性圖示的理想狀態示出，傳感器單元22通過永磁單元20相對于靜止的傳感器單元22的各不同的磁場走向21可有效地發生良好的位置差異(其中根據圖1Ob的示意性的信號線圖就此而言也解釋了相對于圖1Oa的電平的下降的運動變化曲線)。但考慮到在線圈單元10的通電情況中總是存在的線圈磁場(為此見場力線11)，可見它在重疊時會導致傳感器單元22可能的故障。因此，亦即尤其是線圈磁場11的磁性場力線在電樞單元的下降狀態(圖1lb)下與可能的檢測狀態重疊，因此在通電情況中可能通過傳感器單元22不正確地檢測此電樞位置。
發明內容
因此，本發明所要解決的技術問題是:對于此類附加地具有與通過電樞運動而運動的永磁裝置共同作用以檢測位置和運動的附加的靜止磁場檢測裝置的設備，在其檢測特征方面進行改進，尤其是消除對于線圈磁場的可能有害的影響。此技術問題通過一種帶有主權利要求的特征的電磁調節設備解決；本發明的有利的擴展在從屬權利要求中描述。以根據本發明的有利方式，為所述設備，更具體使線圈單元，附加地配設磁通引導裝置，所述磁通引導裝置設計成，使得它適合將由線圈單元在通電狀態中所產生的線圈磁場從磁場檢測裝置導出、屏蔽和/或相對于磁場檢測裝置削弱，而同時不以明顯的方式損害或不利地影響通過磁體檢測裝置檢測永磁裝置的永磁場。特別有利地，以此實現，磁通引導裝置構造為由例如軟鐵的導磁材料實現的磁通導引元件，且因此與線圈單元相鄰地和/或與其軸線平行走向地布置，使得在此磁通導引元件中將線圈磁場集束，因此實現屏蔽或削弱傳感器單元上的(線圈)磁場。這根據本發明導致通過此傳感器裝置(磁場檢測裝置)有意地改進運動或位置測量性能。在此，在優選的實施例的范圍內尤其優選的是，此磁通導引元件(單獨地或成組地提供且進一步優選地例如與共同的例如相對于線圈單元端側的板連接)細長地構造，進一步優選地成形為板狀或型材狀，且它/它們相對于磁場傳感器布置為，使得傳感器合適地位于通過導流裝置產生的導流空間、集束空間或屏蔽空間外部，例如端側上，以此可不受影響地與電樞側永磁裝置共同作用。因此，例如在優選的實施形式中建議，多個細長的磁通導引元件布置為，平行于線圈設備(多個線圈設備)的軸線并且在邊緣側或角部側籠狀地包圍一個或多個相鄰的線圈設備，其中進一步優選磁通導引元件沿線圈軸向長度延伸，且然后傳感器單元在端側與此裝置(或在軸向延長部中的唯一一個磁通導引元件)對置。然后，在磁通導引元件與傳感器對置的端側端部上可以以合適的方式提供用于所有磁通導引元件的(也導流連接的)平坦的導體元件。替代地且在本發明的另外的優選實施例的范圍內有利的是，單獨的線圈單元或多個線圈單元分別單獨地或共同地在外周側配有實現磁通引導裝置的、由例如軟鐵的導磁材料制成的殼；然后，此殼可例如彎曲為圓柱形或圓柱區段形，根據擴展例如在線圈對的情況中附加地具有作為磁通導引元件的軸向延伸的細長屏蔽板。在本發明的優選的實現形式的范圍內，在此滑塊或推桿單元與電樞單元以可拆卸的方式連接，即設計成，使得永磁裝置的永磁力將推桿單元(以可拆卸的方式)固定在電樞單元上。以此，根據本發明的永磁單元獲得多重的合成的效果:一方面，所述永磁單元由于其在線圈通電時的排斥力實現了在調節設備的電磁調節功能范圍內的電樞運動。此外，如所論述，永磁單元提供了如下可能性，即通過靜止磁場檢測裝置(例如實現為靜止的傳感器單元)在任何時刻可靠地檢測電樞運動和電樞位置，且另外所述永磁裝置附加地且有利地是滑塊或推桿單元和電樞單元之間可靠且可拆卸的連接裝置(例如，在優選的情況中由此實現，電樞單元自身具有例如相應磁化圓盤的合適的永磁裝置，且推桿單元由例如軟鐵的導磁材料制成)。在本發明的范圍內，此裝置磁屏蔽可能干擾傳感器檢測的、線圈磁場的影響。雖然在本發明的優選的實現形式的范圍內，霍爾傳感器或類似的磁場檢測器用于磁場檢測裝置，但本發明不限制于此；而是本發明給出大量的途徑和可能性將磁場傳感器實現為磁場檢測裝置且合適地將電樞單元相鄰地提供在殼體內。此外，雖然本發明可在原理上已有利地針對包括單獨的帶有為之對應配設的電樞單元的線圈和相應的傳感器的簡單的構造實現，但本發明不限制于此類構造，而是在本發明的優選的實施形式中可提供多個線圈單元以及又以合適的方式為線圈單元配設的、多個相互軸向平行或纏繞地走向的電樞單元，其中在此要么為一個共同的傳感器提供單獨的磁通導引元件，要么為一個共同的傳感器提供多重磁通導引元件，或多重磁通導引元件屏蔽多個傳感器或為其合適地影響線圈場。其結果是本發明以驚人簡單且有效的方式實現了對于已從內部現有技術中已知的技術在其檢測性能方面，尤其是其對于通電的線圈的可能的磁場影響的不敏感性方面的改進，且因此即使考慮到磁通，本發明也可滿足苛刻或疑難的使用條件。
本發明的另外的優點、特征和細節從根據附圖的優選實施例的描述中得到，各圖為:圖la、圖1b示出了用于解釋根據本發明的作為磁通引導裝置的磁通導引元件對的作用方式的示意圖，涉及在考慮靜止的磁場檢測單元時線圈磁場有效的屏蔽；圖2、圖3示出了電磁調節設備的示意性視圖以用于解釋本發明的可能的第一實現形式，所述電磁調節設備簡化為線圈對、作為電樞的永磁滑塊對、磁通引導板以及磁場傳感器；圖4示出了本發明的第二實施例的類似于圖2、圖3的圖示；圖5示出了本發明的第三實施例的類似于圖2、圖3的圖示；圖6示出了本發明的第四實施例的類似于圖2、圖3的圖示；圖7示出了本發明的第五實施例的類似于圖2、圖3的圖示；圖8示出了本發明的第六實施例的類似于圖2、圖3的圖示；圖9作為示意性視圖示出了根據內部現有技術的電磁凸輪軸調整設備的結構的圖示，所述調整設備帶有電樞單元、為所述電樞單元對應配設的推桿單元以及與電樞單元的永磁裝置共同作用的傳感器單元；圖10a、圖1Ob在忽略線圈磁場的情況下闡明根據圖9的設備的理想傳感器功能性；和圖11a、圖1lb示出了類似于圖10a、圖1Ob的圖示，其中附加地考慮在線圈通電狀態下線圈磁場影響傳感器功能性。
具體實施例方式類似于關于內部現有技術的圖11a、圖1lb的圖示，圖la、圖1b(又對于電樞單元的吸引狀態(圖1a)，其中電樞單元14作為永磁單元20在圖示中處于線圈11上方，且處于圖1b的下降狀態，其中電樞單元(又僅示出了永磁單元20)處于圖面下方)解釋了除線圈單元10外與其相鄰地提供的細長的、與縱向軸線軸(因此也是電樞的軸向運動軸線)平行地延伸通過線圈單元10的磁通導引元件30、32由于線圈通電所產生的線圈磁場11在此磁通導引元件內集束。在圖la、圖1b的實際的幾何尺寸實現中，這導致的效果是線圈磁場在軸向方向上延伸長度更短，因此不再到達傳感器22 (相對于傳感器的靈敏性范圍而言)。這導致在下降的狀態中(圖1b與圖1lb相比)，僅基于改變的永磁場21檢測電樞的位置差異，且尤其線圈磁場11不再對傳感器檢測產生影響。在具體的實施形式中，例如在圖2、圖3的帶有軸線平行的線圈對10a、10b和相應地所屬的電樞對(又簡化為永磁體20的圖示)，其中兩個單元相互分開地通電且因此運行，可見通過在實施例中示出為U形橫斷面的細長的磁通導引元件34可實現有效的流影響，所述磁通導引元件34沿線圈IOa或圖1Ob的延伸方向延伸且甚至還延伸到電樞的初始運動范圍內；因此，磁場傳感器22，在圖示的實施例中為安放在此在由軟鐵形成的屏蔽導流板34的端側的霍爾傳感器，不影響地與(又被軸向磁化的)單元14a、14b的永磁場共同作用，但保持在線圈IOa或IOb通電狀態下很大程度地不受線圈磁場的影響。相應地適用于根據圖4的作為第一實施例的修改的第二實施例。在此，傳感器單元22也安放在此處以條形平面的且又縱向延伸地形成的磁通導引元件35的尾側且端側；此外，在對置的端側提供了屏蔽板36以用于線圈對10a、10b的線圈磁場的另外的磁通影響。又替代地，根據圖5的第三實施例，在通過一組四個橫截面為方形的磁通導引元件38替代了單獨的磁通導引元件34，一端通過屏蔽板36連接的所述磁通導引元件38撐出了容納線圈單元對10a、10b的方形內部空間，且因此保證有效的磁通影響，而傳感器單元22又被固定在此撐出的內部空間外部以便與電樞單元(或在此提供的永磁盤20)共同作用。圖6的第四實施例示出了第二實施例(圖4)和第三實施例(圖5)的聯合構思；在此，磁通導引元件由一對帶有方形橫截面的、角部側的棒條38以及提供在這對線圈10a、IOb之間的導體板34(也見圖4)實現。根據圖7的第五實施例建議，在很大長度上由圓柱區段狀的殼元件40、42在外周側上包圍兩個線圈10a、10b，所述殼元件40、42又在端側上與傳感器單元22對置地導流地組裝在板36上。由軟鐵制成的殼40、42負責預先確定的磁通走向且實現了在原理上類似于圖la、圖1b的效果。
相應地適用于根據圖8的第六實施例，所述第六實施例又將周側提供的殼40、42與根據圖4的第二實施例的附加的屏蔽板36加以組合。所有這些實施例的共同之處在于:能夠以相對低的制造成本而無不利的磁影響地以有效的方式抑制或限制在線圈通電狀態中可能不利地影響傳感器檢測結果的線圈磁場。
權利要求
1.一種電磁調節設備，尤其是凸輪軸調整設備，帶有: 可響應于靜止的軸向定向的線圈單元(10)的通電而沿著或平行于軸向方向驅動的電樞單元(14)， 所述電樞單元(14)設計用于與在軸向方向上延伸的滑塊和/或推桿單元(16)共同作用，尤其是與起到內燃機凸輪軸調整作用的推桿單元共同作用， 其中在所述電樞單元和/或滑塊或推桿單元之上和/或之內提供永磁裝置(14)，且所述線圈單元和電樞單元至少部分地容納在殼體或支架單元內， 其特征在于， 為所述支架單元對應配設被設計用于與所述永磁裝置非接觸磁性共同作用的、靜止的磁場檢測裝置(22)，且將所述磁場檢測裝置構造成使得在所述線圈單元的通電以及非通電狀態下可通過分析所述磁場檢測裝置的磁場檢測信號電子地確定所述電樞單元和/或滑塊或推桿單元的軸向位置， 且為所述線圈單元這樣地對應配設磁通引導裝置(30，32 ；34 ；36 ；38 ;40，42)，使得所述磁通引導裝置將由所述線圈單元產生的線圈磁場從所述磁場檢測裝置導出和/或將所述線圈磁場相對于所述磁場檢測裝置削弱。
2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述磁通引導裝置與所述線圈單元相鄰，且至少局部地與所述線圈單元的軸線平行延伸。
3.根據權利要求1或2所述的設備，其特征在于，所述磁通引導裝置構造為至少一個細長的、優選板狀或型材狀地成形的磁通導引元件(30，32 ;34)，為所述磁通導引元件在端側對應配設具有磁場傳感器的磁場檢測裝置。
4.根據權利要求1至3中一項所述的設備，其特征在于，多個細長的、相互平行地走向的磁通導引元件(30，32;38)設計成磁通引導裝置，所述磁通導引元件撐出一個內部空間，該內部空間內提供有至少一個線圈單元，其中，具有磁場傳感器的所述磁場檢測裝置布置在所撐出的內部空間的外部。
5.根據權利要求3或4所述的設備，其特征在于，所述至少一個細長的磁通導引元件在與所述磁場傳感器對置的端側上與優選垂直于所述軸線走向的平面內延伸的磁通導引支架和/或屏蔽板(36)連接。
6.根據權利要求1至5中一項所述的設備，其特征在于，所述磁通引導裝置實現為由導磁材料制成的、至少一個在外周側至少局部地包圍所述線圈單元的殼(40、42)。
7.根據權利要求1至6中一項所述的設備，其特征在于，所述電樞單元具有永磁單元(14)，所述永磁單元(14)構造為，使得它通過所述線圈單元的通電由于磁性排斥作用驅動所述電樞單元。
8.根據權利要求1至7中一項所述的設備，其特征在于，所述滑塊或推桿單元(16)通過所述永磁裝置(14)的永磁固定力以可拆卸的方式固定在所述電樞單元上。
9.根據權利要求1至8中一項所述的設備，其特征在于，具有磁場傳感器的所述磁場檢測裝置由在所述殼體或支架單元中形成，尤其是聚合的注射或壓力注塑包封物至少部分地包圍。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的設備， 其特征在于，在所述殼體或支架單元內布置了多個優選地相互獨立地驅動的電樞和/或滑塊或推桿單元(16)。
11.根據權利要求10所述的設備，其特征在于，在所述殼體或支架單元內為所述多個電樞單元對應配設一個共同的或相應的多個磁通導引元件，其中，用于每個線圈單元的所述導流裝置具有至少一個平行與軸線地走向的、細長的磁通導引元件。
12.根據權利要求10或11所述的設備，其特征在于，為多個電樞單元的至少兩個提供一個共同的磁場傳感器作為磁場檢測裝置，或為多個電樞單元的每個分別提供至少一個磁場傳感器作為磁場檢測裝置。`
全文摘要
本發明涉及一種電磁調節設備，尤其是凸輪軸調整設備，該調節設備帶有可響應于靜止的軸向定向的線圈單元(10)的通電而沿著或平行于軸向方向驅動的電樞單元(14)，該電樞單元(14)設計用于與在軸向方向上延伸的滑塊和/或推桿單元(16)共同作用，尤其是與起到內燃機凸輪軸調整作用的推桿單元共同作用，其中在電樞單元和/或滑塊或推桿單元之上和/或之內提供有永磁裝置(14)，且線圈單元和電樞單元至少部分地容納在殼體或支架單元內。根據本發明建議，為支架單元對應配設被設計用于與永磁裝置非接觸地磁性共同作用的靜磁場檢測裝置(22)，且這樣地構造，使得在線圈單元通電以及不通電的狀態中可通過分析磁場檢測裝置的磁場檢測信號電子地確定電樞單元和/或滑塊或推桿單元的軸向位置，且為線圈單元這樣地對應配設磁通引導裝置(30，32；34；36；38；40，42)，使得該磁通引導裝置將線圈單元產生的線圈磁場從磁場檢測裝置導出和/或相對于磁場檢測裝置削弱。
文檔編號H01F7/18GK103109331SQ201180044489
公開日2013年5月15日 申請日期2011年6月29日 優先權日2010年7月16日
發明者T.希普, S.肖勒, J.博斯納, P.文康 申請人:Eto電磁有限責任公司