專利名稱：操作控制件的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用以操作控制件，尤其是操作諸如內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管的氣體導(dǎo)管中的節(jié)流閥的裝置，該閥借助于閥軸和所設(shè)的操作器能旋轉(zhuǎn)到各個(gè)操作位置，該操作器由一個(gè)作為操作器體并設(shè)在該閥軸上的轉(zhuǎn)子體和一個(gè)電激磁的激磁部件所組成，該激磁部件與所述轉(zhuǎn)子體及檢測閥軸角度位置的位置傳感器一起協(xié)同工作，該傳感器包括一個(gè)角度位置發(fā)生器和一個(gè)角度位置檢測器，它們彼此相關(guān)，并且它們二者中的一個(gè)被安裝成能轉(zhuǎn)動。
EP0.375,050B1敘述了一種用以操作控制件的裝置，它可由一電動控制器控制。該控制器，例如，是一個(gè)機(jī)動車內(nèi)燃機(jī)節(jié)流閥，該閥安裝于一閥軸上。該閥軸支承一操作器體，該體為具有二磁極的被激磁轉(zhuǎn)子體結(jié)構(gòu)，永磁轉(zhuǎn)子體為圓柱形，和具有三個(gè)磁極靴的激磁部件協(xié)同工作，這三個(gè)磁極靴包圍轉(zhuǎn)子體形成氣隙。這些磁極靴支承繞組，通過這些繞組，它們被激磁，這些繞組分別各自被通電和控制。
該閥軸裝有一位置傳感器，它通過一角度位置發(fā)生器和一角度位置檢測器來檢測節(jié)流閥的角度位置，并且它向控制器傳輸指示節(jié)流閥位置的電信號。該控制器再將節(jié)流閥調(diào)節(jié)到所希望的位置。
位置傳感器的分開安裝，因?yàn)槁?lián)接器采用了嚴(yán)格的容差，導(dǎo)致了一種苛刻的結(jié)構(gòu)。聯(lián)接位置傳感器的引出的負(fù)荷支承軸端是不利的，在重負(fù)荷工況下易出現(xiàn)問題。
本發(fā)明的目的是要使位置傳感器的應(yīng)用在技術(shù)和結(jié)構(gòu)上更加簡單和可靠。
按照本發(fā)明，該目的是這樣達(dá)到的，其中閥軸本身被制成支承角度位置發(fā)生器或角度位置檢測器，而該位置傳感器有關(guān)部件被固定安裝在該裝置的殼體上。
因此，位置傳感器不再要求分隔安裝，從而簡化了軸結(jié)構(gòu)。在位置傳感器安裝方面也無須額外的裝配與調(diào)正操作?？傊?，該結(jié)構(gòu)更經(jīng)濟(jì)和可靠。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，設(shè)有裝置來確保位置傳感器的有關(guān)部件在任何工況下均工作在所要求的允許范圍內(nèi)。應(yīng)確保在任何工況下位置傳感器的有關(guān)部件均工作在所要求的允許范圍內(nèi)的裝置首先包括該軸的一個(gè)精確的軸承裝置，以便軸的徑向和軸向位移減至最小。該軸應(yīng)能充分地抗彎曲。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，位置傳感器的旋轉(zhuǎn)安裝部件被配置在閥軸端，該端還支承轉(zhuǎn)子體。因此，由激磁部件和轉(zhuǎn)子體組成的位置傳感器和操作器被配置在操作裝置的同一側(cè)。這在結(jié)構(gòu)上是有利的，它減輕了干擾影響。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，位置傳感器的旋轉(zhuǎn)安裝部件是一個(gè)永磁體，這在結(jié)構(gòu)上是簡單的。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，位置傳感器的旋轉(zhuǎn)安裝部件是永磁轉(zhuǎn)子體本身。因此，不再需要角度位置發(fā)生器的單獨(dú)的可磁化部件。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，角度位置檢測器被配置在成相對于在操作裝置殼體上的位置傳感器的相關(guān)部件恒定對中。其結(jié)果在少的調(diào)整工作下能達(dá)到較精確的定位。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該閥軸在自由伸出端附近有一機(jī)械導(dǎo)向裝置，它按這種方式構(gòu)成的在正常操作狀態(tài)下，它不與閥軸接觸，而在非正常操作狀態(tài)下，它進(jìn)入接觸并被支承，該支承確保了軸端的位移保持在允許范圍內(nèi)。因此，達(dá)到了在包括軸承故障或振動的非正常操作狀態(tài)下，閥軸并不進(jìn)行任何不希望的大位移。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該閥軸在支承位置傳感器旋轉(zhuǎn)部件的端部附近，自由穿過隔板中的一個(gè)孔，在正常操作狀態(tài)下，該閥軸不與該孔接觸，而在非正常操作狀態(tài)下，它與該孔接觸并被支承，該支承確保了軸端的位移保持在允許范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，隔板中的孔使由永磁轉(zhuǎn)子體和電激磁的激磁部件構(gòu)成的氣隙在非正常操作狀態(tài)下保持在允許范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，將該隔板制成在永磁轉(zhuǎn)子體和靜止的角度位置檢測器之間形成實(shí)際的隔離。這樣，可影響操作器和角度位置發(fā)生器或其相應(yīng)的角度位置發(fā)生器部件操作的在隔板一側(cè)的外部構(gòu)件，可能從隔板的一側(cè)移動到隔板的另一側(cè)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，操作裝置的電子控制器被安裝在操作裝置的殼內(nèi)，而在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，該靜止角度位置檢測器構(gòu)成該電子控制器的一部分。
參照附圖，詳細(xì)敘述本發(fā)明，其中

圖1是表示內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣口的簡略局部剖面主體圖，一節(jié)流閥裝于所述進(jìn)氣道內(nèi)，帶有操作節(jié)流閥的裝置和一位置傳感器裝置；圖2是操作節(jié)流閥的裝置的操作器的剖視圖；圖3表示圖1的裝置，裝有位置傳感器，節(jié)流閥處于開啟位置；圖4是表示帶節(jié)流閥的進(jìn)氣道的剖視圖，位置傳感器結(jié)構(gòu)已改變。
圖1表示例如內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管中的進(jìn)氣道1的一部分。節(jié)流閥4安裝在管形氣道1的內(nèi)部空間3內(nèi)。節(jié)流閥4安裝在閥軸5上，閥軸沿直徑方向穿過管形內(nèi)部空間3。在圖1中，節(jié)流閥4處于無力起始(limphomu)位置。這個(gè)位置仍然允許緊急操作。該閥軸5通過軸承裝置7被支承在氣道1的凸緣6內(nèi)。
該閥軸5有一個(gè)支承圓柱形磁化轉(zhuǎn)子體9的外伸軸端8?？衫斫鉃榇呕D(zhuǎn)子體9是一個(gè)能在氣隙10內(nèi)轉(zhuǎn)動并屬于永磁型或能通電磁化的旋轉(zhuǎn)件。在本實(shí)施例中，永磁轉(zhuǎn)子體是優(yōu)先的。永磁轉(zhuǎn)子體9配置在激磁部件11的氣隙10內(nèi)。該激磁部件11包括一U部鑄鐵定子11a和一激磁繞組14。該激磁部件11安裝在凸緣6的殼體2中。
圖2是表示永磁轉(zhuǎn)子體9和激磁部件11的剖視圖，該永磁轉(zhuǎn)子體9和激磁部件11在非通電情況下共同構(gòu)成一操作器。永磁體9有二磁極，即N極和S極。激化部件11由高導(dǎo)磁率材料諸如鐵、鋼、燒結(jié)鐵制成或由磁化鋼疊片制成，它具有U形狀，其二電磁鐵芯12a和12b由基座13連接。基座13支承在所述鐵芯12a和12b之間的激磁繞組。
所述鐵芯12a、12b構(gòu)成帶有極弧15a的極靴15，其外部以氣隙10為界。這些極弧15a被大致在其中心的槽16所中斷。這些槽16基本上具有跟相互面對的極靴端18之間的間隙17相同的磁化效應(yīng)。這在中心槽16相反側(cè)形成了沿直徑方向相反的極弧部分15a1和15a2。氣隙10連續(xù)地具有相同的寬度，但也可有變化的寬度，例如在極弧部15a1和轉(zhuǎn)子體9之間該寬度平均來說可小于極弧部分15a2和轉(zhuǎn)子體9之間寬度，假定轉(zhuǎn)子體9沿圓周為圓柱形，具有恒定的直徑。
轉(zhuǎn)子體9的激磁部件11的尺寸是這樣選定的，以獲得具有大儲備扭矩的裝置。該大儲備扭矩是由安置在槽16內(nèi)的永磁鐵41產(chǎn)生的。如果需要，該制動器扭矩也可通過槽擴(kuò)展部20來增加。在無力起始位置，即當(dāng)線圈14不通電時(shí)由擋塊21限定的位置，由沿同一直徑方向已被磁化了的永磁鐵41產(chǎn)生強(qiáng)磁場，該磁場將沿直徑方向也被磁化了轉(zhuǎn)子體9牽引到無力起始位置。實(shí)際上，即在輔助磁鐵磁場和其自己磁場的影響下轉(zhuǎn)子體9力圖轉(zhuǎn)出圖2所示的位置。然而，在裝配后的情況下，該轉(zhuǎn)子體并不達(dá)到該位置，因?yàn)閾鯄K21阻止它達(dá)到圖2中所示的位置，它保持在該無力起始位置。在該裝置中，有二個(gè)相應(yīng)的扭矩。一個(gè)是儲備磁性扭矩，它朝擋板方向作用，由永磁鐵41和轉(zhuǎn)子體9一起產(chǎn)生的。另一扭矩是電磁扭矩，是當(dāng)激磁繞組14通電時(shí)連同轉(zhuǎn)子體9一起產(chǎn)生的，它將節(jié)流閥牽引到所希望的開啟位置。該機(jī)構(gòu)的操作相當(dāng)于帶一機(jī)械回歸彈簧的機(jī)構(gòu)的操作，完全取代了該回歸彈簧。結(jié)果，該裝置在機(jī)械和電氣方面變得非常簡單。
圖1是一個(gè)表示帶有其組成部件的該裝置的位置傳感器20的立體圖。該位置傳感器20包括一個(gè)設(shè)置在伸出自由軸端8端面上的角度位置發(fā)生器22。該角度位置發(fā)生器22協(xié)同角度位置檢測器23一起工作。角度位置檢測器23構(gòu)成設(shè)置在配電盤24a上的電子控制器24的一部分。在圖1所示的實(shí)施例中，軸端8自由地穿過隔板26上的孔25。隔板26以組裝狀態(tài)固定安裝在殼體2上。在正常操作狀態(tài)下，閥軸5的軸端8不與孔壁25a接觸，即不與隔板26接觸。然而，如果閥軸5由于非正常操作狀態(tài)引起彎曲，軸端8便與孔壁25a接觸，并被支承。該支承確保軸端8的位移保持在允許范圍內(nèi)。若電子控制器24被固定地安裝在隔板26上，則角度位置發(fā)生器22和角度位置檢測器23相互之間便有一確定的位置關(guān)系。這一確定的位置關(guān)系也由孔25中的導(dǎo)向得到保證，它不允許角度位置發(fā)生器22的位移超出允許的范圍。軸端8在孔25中自由導(dǎo)向的附加的優(yōu)點(diǎn)在于在非正常操作狀態(tài)下，在永磁轉(zhuǎn)子體9和通電激磁部件11之間形成的氣隙被保持在允許范圍內(nèi)。隔板26的另一優(yōu)點(diǎn)是在隔板26兩側(cè)中的一側(cè)松脫的部件不能達(dá)到隔板26的另一側(cè)。這形成了激磁部件11和電子控制器24之間完全的隔離。
圖3是圖1所示裝置的剖視圖，其中，節(jié)流閥4由于激磁繞組14的激磁已被轉(zhuǎn)到其開啟位置。圖3表示在壁24a上的電子控制器24如何被固定連接到殼體2上?？拷娮涌刂破?4的空間27以隔板26為界。隔板26在操作器11a所處的空間28和鄰接電子控制器的空間27之間構(gòu)成了實(shí)際的隔離。
圖4表示另一實(shí)施例中的該裝置和位置傳感器，其中已省去在軸端8上的角度位置發(fā)生器22。它的功能已由永磁轉(zhuǎn)子體9接替。轉(zhuǎn)子體9有一個(gè)在其端面31上形成的并延伸到外端面31處的空間32內(nèi)的雜散(stray)磁場。在該空間32內(nèi)，角度位置檢測器23仍然配置在轉(zhuǎn)子體9的雜散磁場內(nèi)。其操作相當(dāng)于圖1所示裝置的操作。
一個(gè)未示的薄的隔板可穿過空間32，以便在電子控制器24和操作器11a的元件之間形成所希望的隔離。該薄隔板應(yīng)由非磁性材料制成。
權(quán)利要求
1.一種用以操作控制件，尤其是操作諸如內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管的氣體導(dǎo)管(3)中的節(jié)氣閥(4)的裝置，該閥借助于閥軸(5)和所設(shè)的操作器(11a)能旋轉(zhuǎn)到各個(gè)操作位置，該操作器由一個(gè)作為操作器體(9)并設(shè)在該閥軸(5)上的轉(zhuǎn)子體和一個(gè)電激磁的激磁部件(11)所組成，該激磁部件與所述轉(zhuǎn)子體及檢測閥軸(5)角度位置的位置傳感器(20)一起協(xié)同工作，該傳感器包括一個(gè)角度位置發(fā)生器(9，22)和一個(gè)角度位置檢測器(23)，它們彼此相關(guān)，并且它們兩者中的一個(gè)被安裝成能轉(zhuǎn)動，其特征在于該閥軸(5)本身被制成能支承角度位置發(fā)生器(9，22)或角度位置檢測器(23)，位置傳感器(20)的相關(guān)部件以固定方式安裝在該裝置的殼體(2)上。
2.一種按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于設(shè)有一種裝置來確保位置傳感器(20)的相關(guān)部件(9，22)在任何操作狀態(tài)下工作在所要求的允許范圍內(nèi)。
3.一種按照權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于位置傳感器(20)的旋轉(zhuǎn)安裝部件(22)被配置在閥軸(5)上的也支承轉(zhuǎn)子體(9)的遠(yuǎn)端(8)。
4.按權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于位置傳感器(20)的旋轉(zhuǎn)安裝部件(22)為一永磁體。
5.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于位置傳感器(20)的旋轉(zhuǎn)安裝部件是永磁轉(zhuǎn)子體(9)本身。
6.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于角度位置檢測器(23)被配置在操作裝置殼體(2)上，跟位置傳感器(20)的相關(guān)部件(9，22)恒定對中。
7.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于閥軸(5)，在自由伸出端(8)附近，有一機(jī)械導(dǎo)向裝置(25)，該導(dǎo)向裝置按這種方式構(gòu)造，在正常操作狀態(tài)下閥軸(5)不與導(dǎo)向裝置(25)接觸，而在非正常操作狀態(tài)下它進(jìn)入接觸，并從而被支承，該支承確保該軸端的位移保持在允許范圍內(nèi)。
8.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于閥軸(5)，在支承位置傳感器(20)的旋轉(zhuǎn)部件(22)的端部(8)的附近，自由穿過隔板(26)上的孔(25)，在正常操作狀態(tài)下，閥軸(5)不與孔(25)接觸，而在非正常操作狀態(tài)下與它接觸，從而被支承，該支承確保軸端(8)的位移保持在允許范圍內(nèi)。
9.按權(quán)利要求8所述的位置，其特征在于隔板(26)上的孔(25)使在永磁轉(zhuǎn)子體(9)和電激磁的激磁部件(11)之間形成的氣隙(10)在非正常操作狀態(tài)下保持在允許范圍內(nèi)。
10.按權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于構(gòu)建一隔板(26)，以便在永磁轉(zhuǎn)子體(9)和靜止的角度位置傳動器(23)之間形成實(shí)際上的隔離。
11.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于操作裝置的電子控制器(24)安裝在操作裝置的殼體(2)內(nèi)。
12.按權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于靜止的角度位置檢測器(23)構(gòu)成電子控制器(24)的一部分。
全文摘要
一種用以操作控制件，尤其是操作諸如內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣管的氣體導(dǎo)管(3)中的節(jié)氣閥(4)的裝置，該閥借助于閥軸(5)和所設(shè)的操作器(11a)能旋轉(zhuǎn)到各個(gè)操作位置，該操作器由一個(gè)作為操作器體(9)并設(shè)在該閥軸(5)上的轉(zhuǎn)子體和一個(gè)電激磁的激磁部件(11)所組成，該激磁部件與所述轉(zhuǎn)子體及檢測閥軸(5)角度位置的位置傳感器(20)一起協(xié)同工作，該傳感器包括一個(gè)角度位置發(fā)生器(9，22)和一個(gè)角度位置檢測器(23)，它們彼此相關(guān)，并且它們二者中的一個(gè)被安裝成能轉(zhuǎn)動，該閥軸(5)本身被制成能支承角度位置發(fā)生器(9，22)或角度位置檢測器(23)，位置傳感器(20)的相關(guān)部件以固定方式安裝在該裝置的殼體(2)上。
文檔編號F02D9/10GK1148881SQ96190208
公開日1997年4月30日 申請日期1996年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月10日
發(fā)明者E·波爾特, L·貝特蘭姆, M·文特 申請人:菲利浦電子有限公司