[发明专利]具有磁性成型记忆元件的促动器设备

说明书

本发明涉及一种按独立权利要求的前序部分所述的促动器设备。

这种设备例如由EP1760796B1已知并且描述将由磁性成型记忆合金材料(MSM＝磁性成型记忆合金，此处还与磁性FGL＝成型记忆合金合金，意思相同地使用)制成的膨胀元件用于期望的促动器设备或调节设备。具体地，为了引起驱动向一般基于NiMnGa-合金制造的MSM-(FGL-)晶体施加由通电线圈产生的磁场。作为对这种(一般在外周面上引入的)磁通量的响应，MSM-晶体作为膨胀单元进行膨胀运动，膨胀运动的行程一般在垂直于磁通势方向的方向上与磁通量一起延伸。然后，该膨胀运动作用到在端侧沿膨胀或调节方向邻接的推杆上，该推杆又根据各调节目的与适合的调节对共同作用。

通常，基于MSM的促动器的优点是开关时间更快并且开关周期更大(所谓的开关次数，该开关次数可以包括超过400Mio次的膨胀过程)。为了传动机构而使用的并且作为对导入的磁通量的响应可膨胀的MSM-膨胀单元一般能够实现相对(在未膨胀状态下的)调节或膨胀方向约4％至6％的膨胀位移，其中，为了最大利用该膨胀位移，一般在该方向上长条形的晶体支撑在其与推杆单元对置的端面上或固定于此并且在外周面上由磁导通器件保持引入磁通量。

图2是示意性示出的在已知的现有技术并且示出根据此作用原理产生的问题：适合地在底侧支撑的MSM-晶体10作为膨胀单元，通过一对在外周面上作用的磁导通体12，14施加以(在附图平面中横向地并因此垂直于纵轴线延伸的)磁通量H以便膨胀。因为在实践中仅极少能将磁通完全均匀地引入膨胀体12并且为了实现高效的膨胀该膨胀体必须以一定的间隙在磁导通结构12，14的内部导引，所以会造成膨胀晶体10的倾斜位置或歪斜，如图2中所示意出的。结果是在通过倾斜位置形成的接触面上相对磁导通元件12，14的不利的摩擦力F_R，从而导致摩擦影响动态特性以及事后影响促动器设备的效率并且额外特别是在膨胀体的端部上产生磨损或所谓的静电腐蚀。甚至可能对MSM-元件产生(局部的)变形效果，随之带来的不利后果是，损坏了设备的工作性能或寿命。

额外不利的是，接合侧指向的(亦即，指向共同作用的推杆单元16的，该推杆单元示意性示出地克服回位弹簧18的力在促动器壳体20中导引)端面在向推杆16的过渡区域22内偏心地并因此点状地接触(aufgreifen)推杆，此处获得潜在有害的摩擦，还导致推杆单元在其(亦即，与推杆对应的)导引装置的内部的(一般反向定向的)倾斜。因此，当在此还不可避免地存在间隙时，膨胀单元从理想的调节方向不利的倾斜不利地影响后接的推杆单元。

图2所示的，当导入磁通量H时形成的倾斜位置的另一个不利效果是：磁场(具有假设理想-平行延伸的磁力线)不再垂直地落到MSM-膨胀单元10的相应的配属的侧面上，但其晶体主轴线平行于边缘或侧面导引。相应地磁场角度偏离(理想的)法线，从而结果导致为磁通量所需的电流增大，以便引起促动器的运动(开关)。还会产生不利的影响并且增大电流的是，所示的倾斜位置有利于倾斜的磁场线走向(即，在图2的附图平面中从左上方向右下方)并因此有利于在倾斜方向上的磁场份额，因为在摩擦或接触部位处的磁阻力下降并因此跨接了在膨胀单元和周围磁导通结构之间的空隙。

对于在EP1760796B1中记载的技术教导，MSM-膨胀单元在(一般借助槽实现的)侧向导向装置中导引，其中，槽位于中性的几何上不变的平面中。该技术措施防止前述不利的倾斜或虽然使前述不利的倾斜更困难，但本身又不利的是：虽然在最佳的尺寸设计和最好的公差设计情况下，MSM-单元保持在其由槽定义的位置中，但不妨碍在膨胀单元和与之共同作用的磁导通器件之间的摩擦，而该摩擦转移到MSM-膨胀单元的槽-区域上。因此期待，此处出现又磨损，该磨损对于该相对精益的机械结构方案又正好至关重要，显著缩短寿命。EP1760796B1中描述的技术也是易受误差影响的，因为为了防止倾斜等锁定特性必须精确地制成(与外部导引对共同作用的)槽的形状和位置。

最后，该已知的技术教导不利的效果是，根据实现膨胀单元的MSM主体的微观结构，在开关过程中，该元件弯曲约3°；这种效果已使按EP1760796B1的几何上固定的“中性”支承装置不能实际应用。

因此本发明所要解决的技术问题是，改进根据独立权利要求的前序部分所述的相同类型的促动器设备的膨胀特性和高效性，避免或降低尤其是当膨胀单元的膨胀运动时在对应侧面磁导通器件和/或推杆单元上引起的摩擦，避免或降低相应的磨损并因此获得一种设备，该设备使改善的动态和调节性能与提高的寿命、减少的耗电和增多的开关次数结合。