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Dokumentenidentifikation DE19941942C2 22.11.2001
Titel Betätigungselement
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Meister, Oliver, Dipl.-Ing., 73066 Uhingen, DE;
Walter, Steffen, Dipl.-Ing., 73102 Birenbach, DE
DE-Anmeldedatum 03.09.1999
DE-Aktenzeichen 19941942
Offenlegungstag 05.04.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 22.11.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.11.2001
IPC-Hauptklasse H01F 7/08

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Betätigungselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise aus der DE 32 27 245 A1 bekannt ist.

Bei Betätigungseinrichtungen ist es oft erforderlich, die Position und/oder die Bewegung einzelner Betätigungselemente zu erfassen. Hierzu besitzt das Betätigungselement häufig einen Signalgeber in Form eines Permanentmagneten, der mit einem Sensor zusammenwirkt.

Aus der DE 32 27 245 A1 ist ein Weggeber für einen positionsgeregelten Elektromagneten bekannt, mit dessen beweglichen Magnetanker ein Dauermagnet verbunden ist, der mit einem ortsfesten Hallsensor zusammenwirkt. Der Permanentmagnet in Form eines Stabmagneten hat vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt und ist in einem Rohrelement aus nicht magnetisierbarem Material eingeklebt, wie beispielsweise aus Kunststoff, Aluminium oder nicht magnetisierbarem Stahl. Das Rohrelement ist an einer Lagerstange eines Ankers des Elektromagneten befestigt, vorzugsweise angeschraubt. Durch Wärmespannungen oder durch die Stoßbelastung beim Aufschlagen des Ankers auf eine Polfläche des Elektromagneten kann sich die Verbindung lösen, so daß die Funktion des Weggebers nicht mehr gewährleistet ist.

Aus der DE 37 03 867 A1 ist eine Vorrichtung zum Messen des Hubwegs von Hubventilen bei Brennkraftmaschinen bekannt, bei der der Ventilschaft aus einem nicht magnetischen Werkstoff besteht und eine Hülse aus magnetischem Werkstoff in eine Nut des Ventilschafts eingeklebt ist. Die Hülse dient als Signalgeber für einen Sensor, der von einer ortsfest gelagerten Spule gebildet ist. Abgesehen davon, daß die vorliegende Meßanordnung sich vornehmlich nur in unbefeuerten Brennkraftmaschinen zum Messen des Ventilhubs eignet, kann sich der Magnet durch Stöße beim Schließen des Ventils und durch Wärmespannungen im Dauereinsatz lösen, so daß seine einwandfreie Funktion nicht mehr gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufrabe zugrunde, den Dauermagneten betriebssicher mit dem Betätigungselement zu verbinden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung ist die einen Dauermagneten aufnehmende und mit einem Boden versehene Hülse derart ausgebildet, daß sie an ihrem anderen Ende einen Bund aufweist, an dem sich die Feder über den Federteller abstützt. Somit wird der Dauermagnet zwischen dem Boden der Hülse und dem schaftförmigen Ende des Betätigungselements sicher in der Hälse gehalten, ohne daß Wärmespannungen oder Stoßbelastungen die Verbindung lösen könnten. Dabei ist es vorteilhaft, daß sich die Feder über den Federteller, die Hülse und den Dauermagneten am schaftförmigen Ende des Betätigungselements abstützt. Durch die Federvorspannung ist gewährleistet, daß der Dauermagnet spielfrei am schaftförmigen Ende des Betätigungselements anliegt.

Ist die Kraft der Feder, die auf die Funktion der Betätigungseinrichtung abgestimmt ist, sehr groß, so daß im Langzeitbetrieb eine Beschädigung des Dauermagneten nicht ausgeschlossen werden kann, stützt sich zweckmäßigerweise die Feder über den Federteller und den Bund der Hülse an einem Absatz des ventilschaftförmigen Endes ab. Dabei kann es, wie übrigens auch in anderen Anwendungsfällen, vorteilhaft sein, den Dauermagneten über ein Federelement gegenüber dem schaftförmigen Ende des Betätigungselements und/oder dem Boden der Hülse spielfrei abzustützen. Das Federelement bewirkt ferner, daß hohe dynamische Kräfte, die auf den Dauermagneten wirken könnten, gedämpft werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen elektromagnetischen Aktuator mit einem erfindungsgemäßen Betätigungselement und

Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1.

Ein elektromagnetischer Aktuator 1 zum Betätigen von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine besitzt einen Schließmagneten 2 und einen Öffnungsmagneten 3, zwischen denen ein Anker 4 axial beweglich angeordnet ist. Der Anker 4 sitzt fest auf einer Ankerstange 6, die durch ein Führungslager 8 im Öffnungsmagneten 3 geführt ist und auf ein nicht dargestelltes Gaswechselventil wirkt. Im Schließmagneten 2 ist ein als Federstößel 7 ausgebildetes Betätigungselement in einem Führungslager 9 axial verschiebbar gelagert, das mit einem Ende am Anker 4 bzw. an der Ankerstange 6 anliegt, während das andere Ende als schaftförmiges Ende 12 von einer Feder 10 über einen Federteller 11 belastet ist. Die Feder 11 stützt sich an einem Federgehäuse 19 ab, das in ein Gewinde 20 des Gehäuses 5 eingeschraubt und durch eine Kontermutter 21 gesichert ist.

Das schaftförmige Ende 12 des Federstößels 7 ist von einer Hülse 14 aus nicht magnetischem Material umgeben, in der zwischen einem Boden 16 und einer Stirnseite des schaftförmigen Endes 12 ein Dauermagnet 13 angeordnet ist. An dem Ende, das dem Boden 16 gegenüberliegt, besitzt die Hülse 14 einen Bund 15, an dem sich der Federteller 11 abstützt.

Die Kraft der Feder 10 kann nun über den Federteller 11, den Bund 15, die Hülse 14 und den Boden 16 sowie den Dauermagneten 13 auf das schaftförmige Ende des Federstößels 7 wirken. Sie kann sich aber auch über den Federteller 11 und den Bund 15 direkt auf einem Absatz 17 des Federstößels 7 abstützen. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wie die Ausführung nach Fig. 2 zeigt, zwischen dem schaftförmigen Ende 12 des Federstößels 7 und dem Dauermagneten 13 ein Federelement 18 anzuordnen, um dynamische Stoßkräfte zu dämpfen und eine spielfreie Anlage zu gewährleisten. Das Federelement 18 kann auch alternativ oder zusätzlich zwischen dem Dauermagneten 13 und dem Boden 16 der Hülse 14 angeordnet sein.

Der Dauermagnet 13 wirkt mit einem Sensor 22 zusammen, der in das Federgehäuse 19 hineinragt und die Hülse 14 umgibt. Zweckmäßigerweise kann der Sensor 22 als Hallsensor oder als elektrische Spule ausgebildet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Betätigungselement, das an einem schaftförmigen Ende (12) durch eine Feder (10) belastet ist, mit einem Dauermagneten (13) der in einer Hülse (14) aus nicht magnetischem Werkstoff untergebracht ist, die an einem Ende einen Boden (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (14) so ausgebildet ist, dass sie an ihrem anderen Ende einen Bund (15) aufweist, an dem sich die Feder (10) über den Federteller (11) abstützt.
  2. 2. Betätigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (10) über den Federteller (11), die Hülse (14) und den Dauermagneten (13) am schaftförmigen Ende (12) des Betätigungselements abstützt.
  3. 3. Betätigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem schaftförmigen Ende (12) und dem Dauermagneten (13) und/oder dem Dauermagneten (13) und dem Boden (16) der Hülse (14) ein Federelement (18) angeordnet ist.
  4. 4. Betätigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (10) über den Federteller (11) und den Bund (15) der Hülse (14) an einem Absatz (17) des schaftförmigen Endes (12) abstützt.






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