具有磁性成型記憶元件的促動器設備的制造方法
【專利說明】具有磁性成型記憶元件的促動器設備
[0001 ]本發(fā)明涉及一種按獨立權利要求的前序部分所述的促動器設備。
[0002]這種設備例如由EP1760796B1已知并且描述將由磁性成型記憶合金材料(MSM=磁性成型記憶合金，此處還與磁性FGL =成型記憶合金合金，意思相同地使用)制成的膨脹元件用于期望的促動器設備或調(diào)節(jié)設備。具體地，為了引起驅(qū)動向一般基于NiMnGa-合金制造的MSM-(FGL-)晶體施加由通電線圈產(chǎn)生的磁場。作為對這種(一般在外周面上引入的)磁通量的響應，MSM-晶體作為膨脹單元進行膨脹運動，膨脹運動的行程一般在垂直于磁通勢方向的方向上與磁通量一起延伸。然后，該膨脹運動作用到在端側沿膨脹或調(diào)節(jié)方向鄰接的推桿上，該推桿又根據(jù)各調(diào)節(jié)目的與適合的調(diào)節(jié)對共同作用。
[0003]通常，基于MSM的促動器的優(yōu)點是開關時間更快并且開關周期更大(所謂的開關次數(shù)，該開關次數(shù)可以包括超過400M1次的膨脹過程)。為了傳動機構而使用的并且作為對導入的磁通量的響應可膨脹的MSM-膨脹單元一般能夠?qū)崿F(xiàn)相對(在未膨脹狀態(tài)下的)調(diào)節(jié)或膨脹方向約4%至6%的膨脹位移，其中，為了最大利用該膨脹位移，一般在該方向上長條形的晶體支撐在其與推桿單元對置的端面上或固定于此并且在外周面上由磁導通器件保持引入磁通量。
[0004]圖2是示意性示出的在已知的現(xiàn)有技術并且示出根據(jù)此作用原理產(chǎn)生的問題:適合地在底側支撐的MSM-晶體10作為膨脹單元，通過一對在外周面上作用的磁導通體12，14施加以(在附圖平面中橫向地并因此垂直于縱軸線延伸的)磁通量H以便膨脹。因為在實踐中僅極少能將磁通完全均勻地引入膨脹體12并且為了實現(xiàn)高效的膨脹該膨脹體必須以一定的間隙在磁導通結構12，14的內(nèi)部導引，所以會造成膨脹晶體10的傾斜位置或歪斜，如圖2中所示意出的。結果是在通過傾斜位置形成的接觸面上相對磁導通元件12，14的不利的摩擦力Fr，從而導致摩擦影響動態(tài)特性以及事后影響促動器設備的效率并且額外特別是在膨脹體的端部上產(chǎn)生磨損或所謂的靜電腐蝕。甚至可能對MSM-元件產(chǎn)生(局部的)變形效果，隨之帶來的不利后果是，損壞了設備的工作性能或壽命。
[0005]額外不利的是，接合側指向的(亦即，指向共同作用的推桿單元16的，該推桿單元示意性示出地克服回位彈簧18的力在促動器殼體20中導引)端面在向推桿16的過渡區(qū)域22內(nèi)偏心地并因此點狀地接觸(aufgreifen)推桿，此處獲得潛在有害的摩擦，還導致推桿單元在其(亦即，與推桿對應的)導引裝置的內(nèi)部的(一般反向定向的)傾斜。因此，當在此還不可避免地存在間隙時，膨脹單元從理想的調(diào)節(jié)方向不利的傾斜不利地影響后接的推桿單
J L ο
[0006]圖2所示的，當導入磁通量H時形成的傾斜位置的另一個不利效果是:磁場(具有假設理想-平行延伸的磁力線)不再垂直地落到MSM-膨脹單元10的相應的配屬的側面上，但其晶體主軸線平行于邊緣或側面導引。相應地磁場角度偏離(理想的)法線，從而結果導致為磁通量所需的電流增大，以便引起促動器的運動(開關)。還會產(chǎn)生不利的影響并且增大電流的是，所示的傾斜位置有利于傾斜的磁場線走向(即，在圖2的附圖平面中從左上方向右下方)并因此有利于在傾斜方向上的磁場份額，因為在摩擦或接觸部位處的磁阻力下降并因此跨接了在膨脹單元和周圍磁導通結構之間的空隙。
[0007]對于在EP1760796B1中記載的技術教導，MSM-膨脹單元在(一般借助槽實現(xiàn)的)側向?qū)蜓b置中導引，其中，槽位于中性的幾何上不變的平面中。該技術措施防止前述不利的傾斜或雖然使前述不利的傾斜更困難，但本身又不利的是:雖然在最佳的尺寸設計和最好的公差設計情況下，MSM-單元保持在其由槽定義的位置中，但不妨礙在膨脹單元和與之共同作用的磁導通器件之間的摩擦，而該摩擦轉移到MSM-膨脹單元的槽-區(qū)域上。因此期待，此處出現(xiàn)又磨損，該磨損對于該相對精益的機械結構方案又正好至關重要，顯著縮短壽命。EP1760796B1中描述的技術也是易受誤差影響的，因為為了防止傾斜等鎖定特性必須精確地制成(與外部導引對共同作用的)槽的形狀和位置。
[0008]最后，該已知的技術教導不利的效果是，根據(jù)實現(xiàn)膨脹單元的MSM主體的微觀結構，在開關過程中，該元件彎曲約3°;這種效果已使按EP1760796B1的幾何上固定的“中性”支承裝置不能實際應用。
[0009]因此本發(fā)明所要解決的技術問題是，改進根據(jù)獨立權利要求的前序部分所述的相同類型的促動器設備的膨脹特性和高效性，避免或降低尤其是當膨脹單元的膨脹運動時在對應側面磁導通器件和/或推桿單元上引起的摩擦，避免或降低相應的磨損并因此獲得一種設備，該設備使改善的動態(tài)和調(diào)節(jié)性能與提高的壽命、減少的耗電和增多的開關次數(shù)結入口 ο
[0010]該技術問題通過具有獨立權利要求的特征的促動器設備解決;本發(fā)明有利的擴展設計在各從屬權利要求中描述。要求在本發(fā)明范圍內(nèi)保護的還有權利要求7的擴展設計(它同樣應當獨立地保護)，以及獨立權利要求8的變型。在本發(fā)明范圍內(nèi)還想要保護用于在按本發(fā)明的促動器設備中使用的MSM-膨脹單元，尤其當其為制造方法的結果時，所述制造方法在晶體制造、晶體劃分(和必要時上游的用于識別膨脹軸線(多個膨脹軸線)的晶體測量)的步驟之后形成輪廓化的(profiliert)端側或端面，如這種輪廓化端側或端面能夠?qū)崿F(xiàn)按本發(fā)明的功能性并且在制造時通過電解拋光和/或從電解池中拉出而形成。
[0011]以按本發(fā)明的有利的方式，在膨脹單元和推桿單元之間的過渡區(qū)域通過各端部區(qū)段的適當輪廓化設計方案這樣形成，使得沿縱軸線在過渡區(qū)域中產(chǎn)生形成(橫向于縱軸線的)形狀配合和/或摩擦配合連接的重疊部或搭接部；以這種方式，可以至少在膨脹單元和推桿之間接合時，即在由膨脹單元向推桿單元施加調(diào)節(jié)力時，將豎立力矩通過推桿單元傳遞至IjMSM-膨脹單元上，效果是，雖然磁通量被引入MSM-晶體，但它保留在其理想運動方向上或其理想運動附近并且與之相應地可以有效防止由不期望的傾斜造成的有害摩擦、磁場集中和磨損效果。至少在該接合狀態(tài)下存在的、橫向于運動縱軸線作用的在膨脹單元和推桿單元之間的連接保證，推桿單元的導向(或側向支承)傳遞到MSM-膨脹單元上并且防止它傾斜，該導向(或側向支承)按擴展設計并且優(yōu)選在本發(fā)明的范圍內(nèi)在多個部位處或連續(xù)地沿其縱向延伸在殼體區(qū)段上或在對應殼體區(qū)段中實現(xiàn)。
[0012]在本發(fā)明的范圍內(nèi)在此一方面規(guī)定，既僅臨時形成有利的形狀連接和/或(在橫向上作用的)摩擦連接，即在相互脫離或可拆卸的膨脹單元和推桿單元中，只針對通過膨脹單元的膨脹驅(qū)動推桿單元的狀態(tài)設置該形狀連接或摩擦連接。另一方面，按擴展設計規(guī)定并且包括在本發(fā)明之內(nèi)的是，提供在膨脹單元和推桿單元之間不可拆卸的連接，使得按本發(fā)明的防止推桿單元偏轉或傾斜的導向在對應殼體區(qū)段中永久地傳遞到膨脹單元上并且沿(理想的)縱軸線將其固定，因此有效地防止不利的傾斜。
[0013]按本發(fā)明的實現(xiàn)按本發(fā)明的形狀連接或摩擦連接的輪廓化過程可以以不同的方式實現(xiàn)。因此，一方面有利的并且包括在本發(fā)明的擴展設計中的是，指向推桿單元的膨脹單元端部區(qū)段在過渡區(qū)域中設計成楔形或圓錐形，備選地為凹形、扁平圓頂狀(flachkuppelaritg)或球頂狀(kalottenartig)地拱曲，其中，分別對置的共同作用的推桿單元端部區(qū)段有利地具有至少實現(xiàn)橫向延伸的摩擦連接的內(nèi)部圓錐、漏斗形狀或球頂形狀。因此，該過渡部不必在每種情況下都形狀配合地連接，尤其還可以設計為仍然存在間隙或能夠?qū)崿F(xiàn)(明顯減小的)傾斜角度。
[0014]尤其是針對在推桿單元和膨脹單元之間的過渡區(qū)域內(nèi)的有利形狀連接方面，在本發(fā)明另一個優(yōu)選的實施形式中規(guī)定，設置槽榫連接裝置，又備選地為連接對之一在端側配有圓錐、圓錐區(qū)段或圓柱形的凸起，該凸起隨即容納在配合對的相應適當?shù)娜菁{部中。然后，以這種方式保證可實現(xiàn)的形狀連接，以便實現(xiàn)特別穩(wěn)定的過渡并因此特