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致动器

阅读：1040发布：2020-06-25

IPRDB可以提供致动器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种致动器1，其具有壳体8、线圈29、与挺杆30和弹簧共同作用的衔铁2，所述衔铁的衔铁板3与一衔铁对应件16对置地布置，其中，致动器1具有至少一个磁致伸缩作用的构件。根据本发明提供一种下述的致动器1，利用所述致动器能够在高的调节力下实现大的调节行程。这通过如下方式实现，致动器1附加地构造用作行程磁铁。，下面是致动器专利的具体信息内容。

权利要求

1.致动器(1)，其具有壳体(8)、线圈(29)、与挺杆(30)和弹簧共同作用的衔铁(2)，所述衔铁的衔铁板(3)与一衔铁对应件(16)对置地布置，其中，所述致动器(1)具有至少一个磁致伸缩作用的构件，其特征在于，所述致动器(1)附加地构造为行程磁铁。

2.根据权利要求1所述的致动器(1)，其特征在于，所述挺杆(30)以磁致伸缩的方式构造。

3.根据前述权利要求中任一项所述的致动器(1)，其特征在于，所述挺杆(30)布置在所述衔铁(2)和在对置侧上的滑件(31)之间。

4.根据权利要求3所述的致动器(1)，其特征在于，所述衔铁(2)和所述滑件(31)借助于围绕所述挺杆(30)的弹簧彼此连接。

5.根据权利要求4所述的致动器(1)，其特征在于，所述弹簧是套筒弹簧(32)。

6.根据权利要求4或5所述的致动器(1)，其特征在于，所述弹簧是将预紧力施加到所述挺杆(30)上的拉式弹簧。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的致动器(1)，其特征在于，所述滑件(31)柱状地构造并且在所述壳体(8)的槽口(33)中被引导。

8.根据前述权利要求中任一项所述的致动器(1)，其特征在于，所述线圈(29)以围绕至少所述挺杆(30)和所述弹簧的方式布置在所述壳体(8)中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的致动器(1)，其特征在于，所述衔铁(2)与所述挺杆(30)对置地与一耦合杆(21)共同作用。

10.根据权利要求9所述的致动器(1)，其特征在于，所述耦合杆(21)穿过所述衔铁对应件(16)中的开口。

11.燃料喷射器(5)，其具有根据前述权利要求中任一项所述的致动器(1)。

12.用于运行致动器的方法，所述致动器具有壳体(8)、线圈(29)、与挺杆(30)和弹簧共同作用的衔铁(2)，所述衔铁的衔铁板(3)与一衔铁对应件(16)对置地布置，其中，所述致动器(1)具有至少一个磁致伸缩作用的构件，其特征在于，在给所述线圈(29)通电时，通过所述衔铁(2)、所述挺杆(30)、滑件(31)和所述壳体(8)形成磁流，通过所述磁流使以磁致伸缩的方式构造的所述挺杆(30)伸展，并且在达到伸展极限之后，在所述衔铁板(3)和所述衔铁对应件(16)之间的吸引力是足够大的，以便所述衔铁(2)与所述挺杆(30)和所述滑件(31)一起以行程磁铁的方式运动以贴靠在所述衔铁对应件(16)上。

说明书全文

致动器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种致动器，其具有壳体、线圈、与挺杆和弹簧共同作用的衔铁，所述衔铁的衔铁板与衔铁对应件对置地布置，其中，致动器具有至少一个磁致伸缩作用的构件。此外，本发明涉及一种用于运行这种致动器的方法。

背景技术

[0002] 由DE 198 43 534 A1已知这种致动器。所述致动器安装在用于内燃机的燃料喷射器上。在此，磁致伸缩的致动器侧向地拧紧在燃料喷射器上并且通过液压流体将由致动器进行的运动传递到燃料喷射器的阀针上。为此，附加地在致动器和接收液压流体的室之间布置一个转换活塞。总而言之，如此构造的致动器连同燃料喷射阀以结构花费高的方式构造，此外，阀针的可能的运动行程是小的。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于，给出一种致动器和一种用于运行致动器的方法，借助所述致动器和方法能够在高的调节力下实现大的调节行程。

[0004] 发明优点

[0005] 该目的通过以下方式实现，即致动器附加地构造为行程磁铁。根据本发明的方法的特征在于，在给线圈通电时，通过衔铁、挺杆、滑件和壳体形成磁流，通过所述磁流使以磁致伸缩的方式构造的挺杆伸展，并且在达到伸展极限之后，在衔铁板和衔铁对应件之间的吸引力是足够大的，以便衔铁与挺杆和滑件一起运动以贴靠在衔铁对应件上。在此，致动器附加地用作行程磁铁。本发明的特别的优点在于即磁致伸缩的致动器或者磁致伸缩作用的致动器与行程磁铁的组合，其中，这两个致动器设计共用一个磁环路。因此实现了多个优点。这仅需要一个线圈，因此用于致动器的安装空间需求总体上是低的。构件的数量又是少的。磁致伸缩的致动器仅须保留小的调节行程，从而所述致动器可以总体上构造为小的。最后，如此构造的致动器组合的力曲线可以更好地适应相应的要求。总而言之，由此提供了下述一种致动器，所述致动器在简明的结构和低的成本的情况下能够在高的调节力下实现大的调节行程。

[0006] 在本发明的进一步方案中，挺杆以磁致伸缩的方式构造。磁致伸缩是在置于磁场中的结果下使磁性的(特别是铁磁的)材料变形。在此，物体、在此为挺杆在恒定的体积下经受弹性的长度改变。用于挺杆的适合的材料是具有高磁致伸缩的材料、例如Terfenol(稀土磁致伸缩材料)或铁镍合金。

[0007] 在本发明的另外的构型中，挺杆布置在衔铁和在对置侧上的滑件之间。在给线圈通电时，挺杆伸展并且相对于在壳体上固定地支撑的滑件推动衔铁最终直到伸展极限值。

[0008] 在本发明的进一步方案中，衔铁和滑件借助于围绕挺杆的弹簧彼此连接。通过弹簧将需要的预紧力施加到挺杆上。在此，在另外的构型中，弹簧构造为套筒弹簧，此外，所述弹簧是拉式弹簧。套筒弹簧固定地与衔铁和滑件连接并且以限定的力将挺杆夹紧在所述构件之间。

[0009] 在本发明的进一步方案中，滑件柱状地构造并且在壳体的槽口中被引导。因此，一方面是实现了引导由滑件、挺杆、衔铁和套筒弹簧构成的复合体，并且另一方面通过所述引导确保了损失小的磁流。

[0010] 在本发明的进一步方案中，线圈以围绕至少挺杆和弹簧的方式布置在壳体中。在此，线圈此外也还围绕衔铁的和滑件的各自一部分区域，以便也在构件的预定运动中将尽可能恒定的力施加到构件上。

[0011] 在本发明的进一步方案中，衔铁与挺杆对置地与一耦合杆共同作用。在此，耦合杆优选地与衔铁板连接并且穿过衔铁对应件中的开口。在此，利用耦合杆将相应的运动传递到要运动的构件上，并且此外实现了在与滑件对置的一侧上的能运动的构件的引导。在本发明的进一步方案中，要操纵的构件是用于内燃机的喷射系统的燃料喷射器。在此，如此构造的致动器有利地被集成到这种燃料喷射器的壳体中。

[0012] 本发明的其他有利的构型由附图描述得出，在所述附图描述中详细说明了本发明的在附图中示出的实施例。

附图说明

[0013] 附图中：

[0014] 图1在力-行程图表中示出致动器的不同的力曲线和一用于使阀针运动所需的力曲线，和

[0015] 图2示出根据本发明构造的致动器，所述致动器安装在燃料喷射阀上。

具体实施方式

[0016] 图1示出力-行程图表，其具有不同致动器的不同力曲线或行程曲线和一典型的液压力曲线，所述液压力曲线须施加到燃料喷射器的阀针上，以使得所述阀针运动。

[0017] 在此，在横坐标上是阀针的针行程Nh(或调节行程)，所述针行程相应于(磁体)致动器中的要克服的气隙，并且在纵坐标上是力K。特性曲线a描述了磁致伸缩的致动器的典型的力曲线，该力曲线从大的起始力和接着线性减小的力出发仅在小的总调节行程中进行。特性曲线b描述了磁行程致动器(行程磁铁)的典型的力曲线，该力曲线从小的起始力出发在大的总调节行程中具有越来越大的力增量。特性曲线c表明典型的液压力曲线，该液压力曲线须施加在燃料喷射器5的在图2中示出的阀针6上，以使得所述阀针运动。在具有特性曲线a和b的两个致动器的组合中，在特性曲线c和b的交点上得出从磁致伸缩的致动器向行程磁铁的转变点d。此外显而易见的是，通过根据本发明的磁致伸缩的致动器与行程磁铁的组合始终产生力，该力明显高于用于使阀针6运动所需的力。

[0018] 在所述的实施例中，图2中所示的致动器1与燃料喷射器5关联，然而原则上也可与任意其他的装置或部件连接，在所述装置或部件中要使一从属的构件运动。燃料喷射器5是共轨喷射系统的部分，利用所述共轨喷射系统会将高压下的燃料、特别是柴油燃料喷入优选地自点火的内燃机的配属的燃烧室中。

[0019] 为此，通过高压管路对燃料喷射器5进行输送，高压管路借助高压管路接头7布置在致动器1的和燃料喷射器5的共同的壳体8上。高压管路接头7通过连接通道9，9a，9b与阀针室10和控制室11连接。在阀针6的所示位置中，喷射开口12被阀针6的阀针尖端闭合，通过所述喷射开口可以将位于阀针室10中的燃料喷入燃烧室中。喷射开口12布置在阀针体13中，所述阀针体与阀体14共同作用。阀体14就其而言与中间件15共同作用，所述中间件邻接在衔铁对应件16上。中间件15和衔铁对应件16插入壳体8中，并且衔铁对应件16支撑在壳体8中的凸肩17上。所述构件被锁紧螺母18彼此夹紧，其中，锁紧螺母18以环形凸肩19支撑在阀针体13上并且以对置的端部区域拧紧到壳体8上。

[0020] 阀针6被阀针弹簧20压向关闭喷射开口12的位置，所述阀针弹簧布置在控制室11的区域中并且支撑在阀针6和中间件1上。同时，由在控制室11和阀针室10中产生的燃料高压支持地通过阀针6上的阶梯形凸肩25将一附加于阀针弹簧20的力的附加关闭力施加到阀针6上。

[0021] 当阀针6在朝着中间件15的方向运动时，由阀针6控制的喷射开口12被打开。当穿过衔铁对应件16中的开口的耦合杆22从致动器1朝着控制室11的方向运动并且处于致动器室22中的流体、特别是燃料通过连通部23向阀针控制室24中被输送时，进行所述的运动。阀针控制室24与控制室11对置地布置在阀针6的阶梯形凸肩25上，并且在阀针控制室24中的足够高的压力下，阀针6抵抗阀针弹簧20的力和控制室11中产生的燃料压力被压向中间件15的方向。如此进行的喷射结束的方式是，阀针控制室24中的流体压力下降，并且由阀针弹簧20和控制室11中的燃料压力施加的力大于在阀针控制室24和阀针室10中产生的力。所述状态通过相应地触发或切断致动器1实现。

[0022] 耦合杆21由耦合杆弹簧26压向衔铁板3并且可以例如被引导在衔铁板3中的槽口中用于衔铁板3的位置固定。

[0023] 致动器1具有纳入壳体8中的空间28，所述空间接收致动器1的构件。特别是在空间28中布置并且以适当的方式固定线圈29。线圈29通过连接线路与电压源可通断地连接。在线圈29的内部，由磁致伸缩的材料制造的挺杆30布置在衔铁2和对置的滑件31之间。在以套筒弹簧32包围挺杆30的情况下，衔铁2与滑件31连接，所述套筒弹簧向挺杆30施加需要的预紧力。滑件31在壳体8中的槽口33中能运动地被引导。滑件31在槽口
33中的所述引导在给线圈29通电时实现了由衔铁对应件16、衔铁2、磁致伸缩的挺杆30、滑件31和壳体8形成的至少损失少的磁环路。同时，滑件31在槽口33中的所述引导实现了对挺杆30连同衔铁2的引导。

[0024] 如果给线圈29通电，那么首先通过挺杆30、衔铁2、壳体8和滑件31形成磁流。所述磁流产生衔铁2和衔铁对应件16之间的吸引力，然而为了最终释放喷射开口12而将阀针6从阀座提起，所述吸引力不是足够大的。通过产生的磁场会使磁致伸缩的挺杆30伸展。所述伸展由于在阀针6上通过阀针控制室24和致动器控制室22和耦合杆21作用到衔铁2上的力而被阻碍。这导致磁致伸缩的挺杆30中的压力。挺杆30伸展到如此程度，直到调节到挺杆30中的压力和耦合杆21上的力之间的平衡状态。因此导致在致动器控制室22中体积减小，其中，排挤的流体通过连通部23压入阀针控制室24中。因此，阀针6从阀座中被提起。当阀针6进行足够的行程时，衔铁2和衔铁对应件16之间的吸引力是足够大的，以便使衔铁2、挺杆30、滑件31和套筒弹簧32这些构件运动。在所述状态中，致动器
1(附加地)用作行程磁铁。所述运动通过致动器控制室22和阀针控制室24转换成阀针
6的另外的运动。通过致动器控制室22和阀针控制室24中的面积关系可以实现力降比或力增比。通过以下方式结束如此进行的喷射，即线圈29被切换到无电流，并且因此，衔铁2与挺杆30和滑件31一起再次运动到所示的初始位置。因此，减小了阀针控制室24中的压力，并且阀针6再次运动到关闭喷射开口12的位置中。

标题	发布/更新时间	阅读量
致动器-专利编号CN1099854A	2020-05-11	506
致动器-专利编号CN208589874U	2020-05-12	852
致动器-专利编号CN207200547U	2020-05-11	1004
致动器-专利编号CN202914656U	2020-05-12	862
致动器-专利编号CN209805646U	2020-05-12	260
致动器-专利编号CN206149122U	2020-05-13	682
致动器-专利编号CN208063026U	2020-05-13	355
致动器-专利编号CN207200546U	2020-05-13	289
致动器-专利编号CN206077189U	2020-05-11	576
致动器-专利编号CN204573256U	2020-05-11	854

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