專利名稱：產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線的設(shè)備，該設(shè) 備尤其是設(shè)置在控制內(nèi)燃機(jī)換氣闊的裝置內(nèi)。
背景技術(shù)：
公知的用于控制換氣閥的設(shè)備在開(kāi)啟或關(guān)閉閥的過(guò)程中都依
靠彈簧的支持(DE10358936 Al; DE10311275 Al; DE10140461A1 )。
采用彈簧的優(yōu)點(diǎn)在于，在電磁控制換氣閥的情況下，閥驅(qū)動(dòng)器施 加的力減小了，由此導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器所需電功率減小。隨之出現(xiàn)的問(wèn) 題是閥驅(qū)動(dòng)器必須在終點(diǎn)處一直抵抗彈簧力。特別是當(dāng)采用"傳 統(tǒng)，，閥彈簧時(shí)，對(duì)于閥而言必須的閉合力一般會(huì)是很大的保持力。 特別是當(dāng)驅(qū)動(dòng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)作用、通過(guò)雙側(cè)擺桿將其力傳遞給兩 個(gè)或更多閥的驅(qū)動(dòng)器時(shí)，有必要設(shè)置一個(gè)用于支持所有被控制閥 的開(kāi)啟過(guò)程的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備，該設(shè)備提供使閥在 其運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)加速的力，尤其是在"閥關(guān)閉，，位置之上僅施加很小 的或者完全不施加作用力。
根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征，本發(fā)明的目的由產(chǎn)生非線性力或 力矩特性曲線的設(shè)備實(shí)現(xiàn)。其從屬權(quán)利要求闡述了該設(shè)備的特別 有益的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的本質(zhì)是，按本發(fā)明所述的設(shè)備繼承了其他電磁閥驅(qū) 動(dòng)器中普遍的開(kāi)啟彈簧的功能，并且在閥驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)子處于中間零 位時(shí)-即當(dāng)驅(qū)動(dòng)力為零或接近零時(shí)-當(dāng)稍稍旋轉(zhuǎn)時(shí)(例如，閥門剛
4開(kāi)啟時(shí))產(chǎn)生一個(gè)在繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)最大程度線性減小的、很大的力。 從中間零位開(kāi)始，無(wú)論是在向左還是向右旋轉(zhuǎn)時(shí)該力都 一 直 支持各個(gè)閥的開(kāi)啟過(guò)程。
與設(shè)置在各個(gè)閥上的閉合彈簧相關(guān)聯(lián)地得出彈簧-質(zhì)量-擺動(dòng) 器的作用方式。


下面將根據(jù)實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。相關(guān)附圖為
圖1:產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線的設(shè)備的原理圖2:在利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線
時(shí)、用于控制內(nèi)燃機(jī)器的兩個(gè)閥的雙向設(shè)備的遠(yuǎn)離示意圖； 圖3:閥行程中的力變化曲線圖； 圖4:控制兩個(gè)閥的雙向設(shè)備上的力矩變化曲線圖； 圖5:根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線的設(shè)備的轉(zhuǎn)
子和定子的》茲才及和永,茲^的特殊i殳計(jì)展開(kāi)圖。
具體實(shí)施例
按照?qǐng)D1 ，根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線的設(shè)備 具有鐵轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子軸2、交錯(cuò)磁化的永磁體3以及磁極4 構(gòu)成。由磁片組成的定子5具有磁極6,在該〃磁極之間設(shè)有交錯(cuò) 磁化的永磁體。定子孔用來(lái)將根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生非線性力或力矩 特性曲線的設(shè)備固定在內(nèi)燃機(jī)換氣閥旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的磁阻電機(jī)1 上。
按照?qǐng)D2,在用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)換氣閥12和18的旋轉(zhuǎn)裝置的框架 內(nèi)設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線的設(shè)備AO, 換氣閥12和18設(shè)在兩個(gè)具有活塞11和17的氣缸10和16中。 設(shè)備AO通過(guò)法蘭連接在磁阻電機(jī)1的背面并且憑借其非線性力 或力矩特性曲線影響磁阻電機(jī)1的輸出力矩。在結(jié)構(gòu)上這樣設(shè)計(jì) 根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備AO的轉(zhuǎn)子軸2和磁阻電機(jī)1的轉(zhuǎn)子軸2并在縱向上將其如此連接，以使其在一定程度上構(gòu)成一個(gè)單元。
在用于控制兩個(gè)換氣閥的旋轉(zhuǎn)裝置的磁阻電機(jī)1的轉(zhuǎn)子軸2 上設(shè)有雙擺桿14,該雙擺桿的端部分別以所需的、預(yù)期的非線性 驅(qū)動(dòng)力沖擊換氣閥12和18的閥桿端部9和15。典型的岡彈簧9 和19提供關(guān)閉換氣閥12和18的關(guān)閉力。
按照?qǐng)D3,根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線的設(shè)備 A0 4安如下所述工作
在轉(zhuǎn)子軸2的中間位置上(力矩=0),轉(zhuǎn)子軸2的永磁段3 或定子5的永磁段7直接面對(duì)面設(shè)置，其中，相對(duì)設(shè)置的永磁段 3或7被反向,茲化。在稍稍旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于相對(duì)設(shè)置的永》茲段3或7 之間的排斥，這種反向磁化會(huì)產(chǎn)生沿旋轉(zhuǎn)方向作用的力矩。所述 旋轉(zhuǎn)還會(huì)在定子5的磁極6和轉(zhuǎn)子軸2的》茲才及4中形成一個(gè)磁流， 該磁流與分別相對(duì)磁極4和6轉(zhuǎn)動(dòng)的永磁段3和7 —起產(chǎn)生一個(gè) 拉力，該拉力也對(duì)相對(duì)設(shè)置的永磁段3和7之間的排斥力產(chǎn)生作 用。繼續(xù)旋轉(zhuǎn)會(huì)在磁化方向相同的、定子5的永磁段7和轉(zhuǎn)子軸 2的永磁段3之間形成一個(gè)引力，該引力減小永》茲段之間的氣隙 并且在上述方向上產(chǎn)生一個(gè)力矩，在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子直至永磁段相對(duì)設(shè) 置時(shí)該力矩變?yōu)榱恪?br> 假如在定子5的永磁段7和轉(zhuǎn)子軸2的永》茲段3之間不設(shè)置 磁極4或6,原則上也可以得出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備AO的作用方 式。由此得出的力矩特性曲線由圖4以近似正弦曲線地示出，其 中，力矩的最大值不處于中間位置(零位置)附近。該最大值處 于兩個(gè)磁極或永磁段之間的半角處。
根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向，轉(zhuǎn)子軸2的永磁段3和定子5的永磁段7的 重疊以及轉(zhuǎn)子軸2和定子5的磁極的重疊是不相同的，所以針對(duì) 左、右旋轉(zhuǎn)，所得到的力矩的分布可能是不對(duì)稱的。通過(guò)自永磁 段至永磁段或自》茲極至》茲極地減少或增加定子5的永磁段7和轉(zhuǎn) 子軸2的永磁段3的結(jié)構(gòu)深度，以及定子5的磁極6和轉(zhuǎn)子軸2 的磁極4的結(jié)構(gòu)深度，就可以得到上述不相同的重疊。在此，由一個(gè)舉例的實(shí)施例對(duì)展開(kāi)5進(jìn)行闡述。
將按照?qǐng)D4所得的力或力矩特性曲線與彈簧壓在凸輪上的公 知結(jié)構(gòu)相比較。假如凸輪與彈簧的作用力垂直，則在凸輪軸上的 所得力矩為零。假如稍稍轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪，則通過(guò)凸輪將彈簧力變成力 矩，在稍稍旋轉(zhuǎn)情況下，這個(gè)力矩剛開(kāi)始很小，而后達(dá)到最大值， 繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)再變小。這類凸輪結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是彈簧力大且由此在彈 簧和凸輪之間形成的摩擦力也大。另外，形成一個(gè)預(yù)期的特性曲 線，即最大值盡可能靠近零位置(中間位置)的特性曲線，非常 難或是不可能的(考慮到已有的結(jié)構(gòu)空間)。
考慮到彈簧-質(zhì)量-擺動(dòng)的作用方式，圖4的曲線表現(xiàn)的是在典 型閥彈簧和根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備AO之間的共同作用。
根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線的設(shè)備還可以是 一種線性結(jié)構(gòu)這時(shí)，該設(shè)備由一轉(zhuǎn)子構(gòu)成，該轉(zhuǎn)子由交錯(cuò)磁化、 優(yōu)選垂直于運(yùn)動(dòng)方向石茲化的永磁段構(gòu)成，其中，在不同極化^茲段 之間構(gòu)造鐵磁極。由鐵或重疊的具有鐵磁特性的片材構(gòu)成的轉(zhuǎn)子 在兩側(cè)相對(duì)轉(zhuǎn)子相間一定距離，該定子在各個(gè)朝向轉(zhuǎn)子的面上支 撐著永磁段。這些永磁段也是被交錯(cuò)磁化、優(yōu)選垂直于運(yùn)動(dòng)方向 地磁化的，其中可以在不同的極化的磁體l殳之間構(gòu)造鐵磁極。
在本發(fā)明的另 一個(gè)設(shè)計(jì)中，產(chǎn)生非線性力或力矩的設(shè)備具有 一個(gè)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)的圓柱形轉(zhuǎn)子，定子不僅設(shè)在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部也設(shè) 在其外部。
在對(duì)閥進(jìn)行控制的時(shí)候在已知結(jié)構(gòu)中釆用本發(fā)明，就會(huì)在被 控制閥的開(kāi)啟過(guò)程中對(duì)閥驅(qū)動(dòng)件予以支持。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備在閥運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)提供力量使閥加速，尤其是， 在"閥門閉合，，位置之上只有很小的作用力或完全沒(méi)有作用力。
總體來(lái)講，產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線的設(shè)備也可以明顯提高 操控電動(dòng)閥的能效。附圖標(biāo)記和公式標(biāo)記列表
AO設(shè)備(產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線) 1 /磁阻電才幾 2轉(zhuǎn)子軸
3永磁段(轉(zhuǎn)子軸的) 4極 5定子 6極
7永磁段(定子的)
9閥桿
10氣缸
11活塞
12換氣閥
13閥彈簧
14雙擺桿
15閥桿
16氣缸
17活塞
18換氣閥
19閥彈簧
8
權(quán)利要求
1. 產(chǎn)生非線性力或力矩特性曲線的設(shè)備，1. 1.具有圓柱形鐵轉(zhuǎn)子(2)，1. 2.在其圓周上交錯(cuò)地設(shè)有徑向磁化的永磁段(3)，1. 3.由鐵或重疊的磁片構(gòu)成的定子(5)，1. 4.在其圓周上交錯(cuò)地設(shè)有徑向磁化的永磁段(7)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，2.1.其中，轉(zhuǎn)子(2)的兩個(gè)交錯(cuò)的磁化永磁段(3)之間的中間 角與定子(5)的兩個(gè)交錯(cuò)的磁化永磁段(7)之間的中間角對(duì)應(yīng)。
3. 按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，3.1.其中，轉(zhuǎn)子(2)和/或定子(5)的不同極化的永磁段之間 設(shè)有鐵磁極(4; 6)。
4. 按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，4.1.其鐵磁極(4、 6)被構(gòu)造成僅具有矩形邊界面的六面體。
5. 按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，5.1. 其鐵磁極(4、 6)被構(gòu)造為部分具有梯形或三角形邊界面的 六面體。
6. 按照權(quán)利要求3所述的設(shè)備，6丄其中，右旋轉(zhuǎn)和左旋轉(zhuǎn)所得的力矩不對(duì)稱地設(shè)置6.2. 根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向，轉(zhuǎn)子(2 )的永磁段(3 )和定子的永磁段(7 ) 的重疊以及轉(zhuǎn)子(2)的磁極和定子(6)的磁極的重疊是不相同的。
7. 按照權(quán)利要求6所述的設(shè)備，7.1.其中，為了不相同的重疊，自永》茲^殳(3; 7)至永石茲l殳 (3; 7)或自磁極(4; 6)至磁極(4; 6 )地降低或升高定子(5 ) 和轉(zhuǎn)子(2)的永磁段(3; 7)的構(gòu)造深度以及定子(5)和轉(zhuǎn)子 (2)的》茲極(6; 4)的構(gòu)造深度。
8. 產(chǎn)生非線性力特性曲線的設(shè)備， 8丄由線性運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，其中，轉(zhuǎn)子垂直于運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置并且具有交錯(cuò)磁化的永 磁段，以及8.3. 定子在兩側(cè)與轉(zhuǎn)子相隔一定距離地、在各個(gè)朝向轉(zhuǎn)子的 面上、垂直于轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向支撐交錯(cuò)磁化的永磁段。
9. 按照權(quán)利要求8所述的設(shè)備9.1.其中，轉(zhuǎn)子和/或定子的不同極化永磁段之間設(shè)有鐵磁極。
10. 產(chǎn)生非線性力特性曲線的設(shè)備，10.1. 具有一個(gè)圓柱形轉(zhuǎn)子，10.2. 該轉(zhuǎn)子進(jìn)行轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)，以及10.3. —個(gè)定子，10.4. 其中，定子設(shè)置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部和外部，并且10.5. 轉(zhuǎn)子和定子垂直于轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置并具有交錯(cuò)磁化 的永磁段。
11. 按照權(quán)利要求10所述的設(shè)備，11.1.轉(zhuǎn)子和/或定子的不同極化永磁段之間設(shè)有鐵磁極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種夾緊裝置，其包含一具有定位機(jī)械的頭部(1)和一用于支撐頭部(1)的外殼(7)，所述定位機(jī)械服務(wù)于可在頭部(1)處擺動(dòng)的、向夾緊和打開(kāi)位置運(yùn)動(dòng)的夾緊臂，所述外殼(7)具有容納定位桿的內(nèi)室，該定位桿一方面與定位機(jī)械(3)相連，另一方面與在外殼(7)中設(shè)置的驅(qū)動(dòng)相連。根據(jù)本發(fā)明可知，外殼(7)被構(gòu)造成擠壓空心型材(8)，其中，所述內(nèi)室延其總長(zhǎng)具有一不變的內(nèi)橫截面。
文檔編號(hào)H02K49/10GK101485070SQ200780017790
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者克勞斯-迪特·卡瑪, 斯蒂夫·鮑納爾 申請(qǐng)人:韋尼格霍德工業(yè)研究發(fā)展中心-自動(dòng)化及信息研究所有限公司