ES2205648T3 - Apantallamiento magnetico de un elemento actuador para el control electromagnetico de valvulas. - Google Patents

Abstract

Se presenta una pantalla magnética para un dispositivo de accionamiento para controlar una válvula electromagnética. El dispositivo de accionamiento tiene un imán de apertura (OM) y un imán de cierre (SM) con una placa de inducido (AP) que oscila entre ellos y un dispositivo de medida de la posición de la placa de inducido con un detector de campos magnéticos (MS) y un generador de campos magnéticos (MG). El generador de campos magnéticos y el detector de campos magnéticos están encerrados por una pantalla magnética (MA) hecha de un material débilmente magnético.

Description

Apantallamiento magnético de un elemento actuador para el control electromagnético de válvulas.

La presente invención se refiere a un elemento actuador para el control electromagnético de las válvulas; con un dispositivo para la determinación de la posición de la placa del inducido, el cual se compone de un sensor del campo magnético y de un transmisor del campo magnético. Los elementos actuadores de esta clase, previstos para el control electromagnético de las válvulas, están conocidos, por ejemplo, a través de la Patente Núm. 4 957 074 de los Estados Unidos.

Un elemento para el control electromagnético de las válvulas se compone, en lo esencial, del imán de apertura y del imán de cierre, que están separados entre si a través de una parte componente, hecha de un material no ferromagnético. Esta parte componente puede estar constituida, por ejemplo, por un tramo de la carcasa. Entre el imán de apertura y el imán de cierre está prevista la placa del inducido, la que está hecha de un material ferromagnético y la cual - por la aplicación de corriente sobre la bobina excitadora del imán de apertura o bien sobre la bobina excitadora del imán de cierre - es desplazada en la respectiva dirección. La culata del imán de apertura posee una abertura de paso para un tope móvil, que transmite las fuerzas - que actúan sobre la placa del inducido - hacia por lo menos una válvula alternativa de gas.

El elemento actuador puede estar realizado, por ejemplo, de tal manera que el resorte actuador - situado por aquél lado del elemento actuador, el cual se encuentra opuesto a la válvula alternativa de gas - esté dispuesto por la cara exterior del imán de cierre. A este efecto, como prolongación del tope móvil está prevista una varilla de empuje, que posee un plato de resorte actuador y la que se encuentra alojada en una abertura de paso situada en la culata del imán de cierre. Esta culata del imán de cierre tiene una conformación, que constituye una pared, que circunda la abertura de paso de la varilla de empuje y en la cual está realizada una rosca interior. En esta rosca interior de la pared está atornillada una tapadera de atornillamiento, que forma - en conjunto con la pared - un hueco, dentro del cual está dispuesto el resorte actuador, que se encuentra apoyado en el plato de resorte actuador. Mediante un giro de la tapadera de atornillamiento se puede variar la tensión previa del resorte actuador, con lo cual puede ser regulada también la posición de reposo de la placa del inducido.

Un elemento actuador constituye - conjuntamente con una válvula alternativa de gas - una unidad de funcionamiento; en este caso, la válvula alternativa de gas - de forma correspondiente a una culata convencional con árboles de leva - es colocada, mediante un resorte de válvula y con un plato de resorte de válvula, en el asiento de válvula dentro de la culata.

Al estar una unidad de funcionamiento - formada por este elemento actuador y por una válvula alternativa de gas - montada en el motor de combustión interna, son apretados entre si el vástago de la válvula alternativa de gas, el empujador así como la varilla de empuje del elemento actuador. Estando la unidad de funcionamiento en la posición de reposo, la placa del inducido se encuentra exactamente en la parte central entre el imán de apertura de válvula y el resorte actuador. De este modo, el plato de la válvula alternativa de gas se encuentra en la posición central entre la posición del asiento de la válvula dentro de la culata - en la cual está cerrada la válvula alternativa de gas - y la posición, en la que la válvula alternativa de gas está abierta al máximo.

Durante el funcionamiento de un elemento actuador para el control electromagnético de las válvulas, es de una importancia fundamental, que el imán de apertura y el imán de cierre sean activados - en el momento preciso - con la intensidad de corriente de una magnitud exacta. Para poder proporcionar estas magnitudes, cada elemento actuador posee un dispositivo para la determinación de la posición de la placa del inducido, el cual transmite a un sistema electrónico de control - previsto para los elementos actuadores - una señal, que es proporcional a la posición de la placa del inducido. Este dispositivo se compone, por ejemplo, de un sensor estacionario del campo magnético, el cual está fijado en la culata del imán de cierre, y de un transmisor del campo magnético, el cual está previsto en la varilla de empuje oscilante. El sistema electrónico de control calcula - para regular el comportamiento del desplazamiento de la placa del inducido sobre la base de la señal del sensor del campo magnético - la intensidad de corriente necesaria así como los momentos, en los cuales han de ser conectados el imán de apertura y el imán de cierre.

Los sensores del campo magnético registran la intensidad de campo del transmisor del campo magnético, el cual está fijado en una de las partes componentes oscilantes del elemento actuador. Un dispositivo de esta clase, previsto para determinar la posición de la placa del inducido, es ya conocido a través de la antes mencionada Patente Núm. 4 957 074 de los Estados Unidos.

El inconveniente de este dispositivo para determinar la posición de la placa del inducido consiste en el hecho de que la extensión de las líneas del campo del transmisor del campo magnético queda influenciada por las partes componentes metálicas - en parte de tipo oscilante - del elemento actuador como, por ejemplo, por el resorte actuador.

La presente invención tiene el objeto de proporcionar un elemento actuador para el control electromagnético de las válvulas - con un dispositivo para la determinación de la posición de la placa del inducido, el cual posee un sensor del campo magnético y un transmisor del campo magnético - en el que la extensión de las líneas del campo del transmisor del campo magnético no sea influenciada por las partes componentes metálicas del elemento actuador, las cuales son, dado el caso, de tipo oscilante.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de las características indicadas en la reivindicación de patente 1), según las cuales el sensor del campo magnético y el transmisor del campo magnético se encuentran rodeados por un apantallamiento magnético.

Gracias a este apantallamiento magnético, el sensor del campo magnético registra exclusivamente la intensidad del campo del transmisor del campo magnético, la cual está en función de la distancia con respecto a este transmisor del campo magnético.

El apantallamiento magnético se compone, de forma preferente, de un material con unas propiedades magnéticas blandas, por lo cual las líneas del campo son conducidas dentro de este apantallamiento magnético.

El transmisor del campo magnético está fijado por aquél extremo de la varilla de empuje - que posee un plano de resorte actuador - el cual está situado de forma opuesta a la placa del inducido. En este caso, el imán de cierre es de una conformación, que circunda la abertura de paso y que constituye una pared y que tiene una rosca interior, en la cual está atornillada una tapadera de atornillamiento. Entre el plato del resorte actuador y la tapadera de atornillamiento está dispuesto un resorte actuador. Como tal apantallamiento magnético, resulta que entre el resorte actuador y la varilla de empuje - en la cual está fijado el transmisor del campo magnético - está dispuesto un casquillo metálico; en este caso, el sensor del campo magnético - el cual está unido de una manera estacionaria con el imán de cierre - está dispuesto entre el casquillo metálico y la varilla de empuje, en la cercanía del transmisor del campo magnético.

Según una conveniente ampliación de la forma de realización de la presente invención está previsto, que este apantallamiento magnético - que está realizado en forma de un casquillo metálico - forme parte integrante de la tapadera de atornillamiento; a este efecto, y dado el caso, toda la tapadera de atornillamiento puede estar fabricada de un material con unas propiedades magnéticas blandas.

Según otra ampliación de la forma de realización está previsto, que el sensor del campo magnético esté atornillado - con un dispositivo de fijación - en la tapadera de atornillamiento.

Según una última y conveniente ampliación de la forma de realización está previsto, que el sensor del campo magnético esté realizado como un sensor analógico de efecto Hall, mientras que el transmisor del campo magnético esté realizado en la forma de un imán permanente.

A continuación, un elemento actuador para el control electromagnético de las válvulas - con un dispositivo para determinar la posición de la placa del inducido, el cual posee un sensor del campo magnético así como un transmisor del campo magnético y el que se encuentra rodeado por un apantallamiento magnético - es descrito por medio de un ejemplo de realización, que está representado en el plano adjunto.

La Figura única de este plano muestra la vista esquematizada de un elemento actuador para el control electromagnético de las válvulas, equipado con un dispositivo para la determinación de la posición de la placa del inducido, el cual está circundado por un apantallamiento magnético.

En esta Figura está indicado un elemento actuador para el control electromagnético de las válvulas, con un dispositivo para determinar la posición de la placa de inducido AP, que se compone de un sensor de campo magnético MS - que está realizado en forma de un sensor analógico de efecto Hall - así como de un transmisor de campo magnético MG, que está realizado como un imán permanente.

El elemento actuador se compone de la culata del imán de apertura OM y de la culata del imán de cierre SM, las que están separadas entre si por medio de dos piezas distanciadoras DS, que son fabricadas de un material no ferromagnético. Entre las piezas distanciadoras DS oscila la placa de inducido AP, en la cual se encuentra fijado un empujador S, que - a través de una abertura de paso prevista en la culata del imán de abertura OM - transmite las fuerzas, que están actuando sobre la placa de inducido AP, hacia una válvula alternativa de gas.

Como la prolongación del empujador S se encuentra - en la misma placa de inducido AP - una varilla de empuje SS, que está alojada dentro de una abertura de paso en la culata del imán de cierre SM y la misma transmite las fuerzas, que actúan sobre la placa de inducido AP, hacia el resorte actuador AF. A este efecto, por aquél extremo de la varilla de empuje SS, el cual se encuentra opuesto a la placa de inducido AP, está realizado un plato de resorte actuador AFT, en el cual está apoyado el resorte actuador AF y por medio del cual este resorte actuado AF aprieta la varilla de empuje SS contra la placa de inducido AP. En la varilla de empuje SS está realizada - por el lado del plato de resorte actuador AFT - una rosca axial interior, en la cual está atornillado un soporte fijador de imán MH para la cogida del imán permanente MG.

El resorte actuador AF se encuentra situado dentro de una conformación de la culata del imán de cierre SM, la que de forma simétrica y radial está realizada alrededor de la abertura de paso de la varilla de empuje SS y la cual constituye una pared. Ira pared posee, por su cara interior, una rosca, en la cual se encuentra atornillada la tapadera de atornillamiento ED. Por medio de la tapadera de atornillamiento SD puede ser variada la tensión previa del resorte actuador AF, con lo cual es regulable la posición de reposo de la placa de inducido AP. Esta tapadera de atornillamiento SD posee, por su parte central, una escotadura céntrica, dentro de la cual está también prevista una rosca interior. La escotadura está realizada como una prolongación de forma tubular. Esta prolongación tubular constituye el apantallamiento magnético MA - que está realizado en forma de un casquillo metálico - para el imán permanente MG, que está fijado por el extremo de la varilla de empuje SS. En este caso, la tapadera de atornillamiento SD y el casquillo metálico MA están realizados como una misma pieza, por lo cual toda la tapadera de atornillamiento SD puede ser fabricada con un material de unas propiedades magnéticas blandas.

En la rosca interior de la escotadura céntrica de la tapadera de atornillamiento SD está atornillado un dispositivo de fijación HV para el sensor analógico de efecto Hall MS. Gracias a este dispositivo fijador HV, que está realizado de forma atornillable, el sensor analógico de efecto Hall MS puede ser ajustado en su posicionamiento con respecto al imán permanente MG. Este ajuste es necesario, si la posición central de la placa del inducido AP ha sido variada a causa del giro de la tapadera de atornillamiento SD, con lo cual se modifica también la posición del sensor analógico de efecto Hall MS en relación con el imán permanente MG. Además, por medio del dispositivo de fijación HV también se ha llevado a efecto el cableado del sensor analógico de efecto Hall MS, el cual no está indicado aquí.

Gracias al apantallamiento magnético MA, que está constituido por el casquillo metálico y que forma parte integrante de la tapadera de atornillamiento SD, el sensor analógico Hall MS registra tan sólo aquella intensidad del campo magnético del imán permanente MG, la cual está en función de la distancia entre el sensor analógico de efecto Hall MS y el imán permanente MG, por lo que se pone a disposición de la unidad de control - que está prevista para los elementos actuadores - una señal correcta, que es proporcional a la posición de la placa de inducido AP.

Claims (6)

1. Elemento actuador para el control electromagnético de las válvulas; con un imán de apertura (OM) y con un imán de cierre (SM), entre los cuales oscila una placa de inducido (AP); y con un dispositivo para la determinación de la posición de la placa de inducido (AP), el cual posee un sensor de campo magnético (MS) y un transmisor de campo magnético (MG); elemento actuador éste que está caracterizado porque el transmisor de campo magnético (MG) y el sensor de campo magnético (MS) se encuentran rodeados por un apantallamiento magnético (MA).

2. Elemento actuador conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque el apantallamiento magnético (MA) está hecho de un material con unas propiedades magnéticas blandas.

3. Elemento actuador conforme a las reivindicaciones 1) o 2) y caracterizado porque en la placa de inducido (AP) está dispuesto un empujador (S); caracterizado porque - como la prolongación del empujador (S) - está prevista una varilla de empuje (SS), que oscila en conjunto con la placa de inducido (AP) y la que posee un plato de resorte actuador (AFT); varilla de empuje ésta, en la cual está fijado el imán permanente (MG), y la misma está alojada dentro de una abertura de paso, prevista en el imán de cierre (SM); caracterizado porque el imán de cierre (SM) es de una conformación, que rodea la abertura de paso y la que constituye una pared con una rosca interior, en la cual está atornillada una tapadera de atornillamiento (SD); caracterizado porque entre el plato de resorte actuador (AFT) y la tapadera de atornillamiento (SD) está dispuesto un resorte actuador (AF); caracterizado porque entre el resorte actuador (AF) y la varilla de empuje (SS) está dispuesto - como tal apantallamiento magnético (MA) - un casquillo metálico; así como caracterizado porque entre el casquillo metálico y la varilla de empuje (SS) está dispuesto - en la cercanía del transmisor de campe magnético (MG) - el sensor de campo magnético (MS), que está unido de manera estacionaria con el imán de cierre (SM).

4. Elemento actuador conforme a la reivindicación 3) y caracterizado porque el apantallamiento magnético (MA), que está realizado en la forma de un casquillo metálico, forma parte integrante de la tapadera de atornillamiento (SD).

5. Elemento actuador conforme a las reivindicaciones 3) o 4) y caracterizado porque el sensor de campo magnético (MS) está atornillado - mediante un dispositivo de fijación (HV) - en la tapadera de atornillamiento (SD).

6. Elemento actuador conforme a una de las reivindicaciones anteriormente indicadas y caracterizado porque el sensor de campo magnético (MS) es un sensor analógico de efecto Hall, mientras que el transmisor de campo magnético (MG) es un imán permanente.