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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2007 028 600 A1 der Anmelderin bekannt und beschreibt die elektromagnetische Stellvorrichtung in einer bevorzugten Verwendung zur Nockenwellenverstellung eines Verbrennungsmotors für die Kraftfahrzeugtechnologie. Zu diesem Zweck wirkt die langgestreckte Stößeleinheit am zweiten Endbereich mit einem eine Stellnut oder dergleichen Verstellaggregat aufweisenden Stellpartner des Verbrennungsmotors zusammen, dergestalt, dass bei ausgefahrener Stößeleinheit und entsprechendem Eingriff des zweiten Endbereichs in die Stellnut die gewünschte Axialverschiebung der Nockenwelle erfolgt. Nach Beendigung dieses Stellbetriebs führt dann die entsprechend konfigurierte Stellnut die Stößeleinheit zurück in ihre Ausgangslage.
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Eine derartige Verstelltechnologie mittels gattungsbildender elektromagnetischer Stellvorrichtungen hat sich insbesondere aufgrund ihrer günstigen Dynamikeigenschaften (d. h. kurzer Stellzeiten), ihrer relativen konstruktiven Einfachheit sowie ihrer hohen Zuverlässigkeit für einen Dauerbetrieb bewährt.
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Allerdings ist es bei der gattungsbildenden Technologie, bei welcher die mindestens eine Aktoreinheit mit einer jeweiligen Stößeleinheit zusammenwirkt, kritisch, eine aktuelle Stellposition der Stößeleinheit zu jedem Zeitpunkt zuverlässig kontrollieren und beherrschen zu können: Da, gattungsgemäß, die Stößeleinheit von der Aktoreinheit (welche typischerweise zum Zusammenwirken mit der Stößeleinheit eine verbreiterte Eingriffsfläche aufweist) entkoppelt ist und damit gegenüber der Aktoreinheit entlang der Bewegungsrichtung frei beweglich ist (wobei bevorzugt eine permanent magnetische Haltekraft von im Eingriffsbereich des Aktors vorgesehenen Permanentmagneten für eine permanentmagnetische, gleichwohl lösbare Haftung der Stößeleinheit sorgen), besteht die Gefahr, dass die Stößeleinheit sich von der Aktoreinheit löst und, entsprechend ihrer freien axialen Beweglichkeit, unkontrolliert aus der Austrittsöffnung des die Stößeleinheit führenden Gehäuses heraustritt.
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Die 9 zeigt exemplarisch eine solche gattungsbildende Technologie, in einem Kraftfahrzeug-Einbaukontext zur Nockenwellenverstellung eines Verbrennungsmotors. In der perspektivischen Teil-Schnittansicht ist zu erkennen, wie in einem (zylindrischen) Führungsgehäuse 10 ein Paar von Stößeleinheiten 12, 14 achsparallel zueinander geführt ist. Aus der sichtbaren Gehäusestirnseite 11 treten diese Stößeleinheiten mit jeweiligen eingriffsseitigen Stirnflächen 20 bzw. 22 aus, um mit jeweils zugeordneten, in ansonsten bekannter Weise elektromagnetisch betätigbaren Aktoreinheiten zusammenzuwirken. Am entgegengesetzten Ende 32 (des exemplarisch im Teilschnitt gezeigten Stößels 14) ist ein Eingriffsabschnitt ausgebildet, mit welchem das Zusammenwirken mit dem Stellpartner, etwa einer (nicht gezeigten) Stellnut für die Nockenwellenverstellung, erfolgt.
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Die Darstellung der 9 verdeutlicht, dass wenn eine (typischerweise permanentmagnetische) Haftung eines der Stößel an den Stirnflächen 20 bzw. 22 gelöst ist, der Stößel sich unkontrolliert im jeweiligen Bohrungsraum des Gehäuses 10 bewegen kann, insbesondere bodenseitig aus dem Gehäuse austreten (herausfallen) kann.
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Um jedoch einen ordnungsgemäßen Stellbetrieb im Zusammenwirken mit der Nockenwellen-Verstelleinheit (Stellpartner) sicherzustellen, darf die Stößeleinheit mit ihrem zweiten Endbereich nicht unkontrolliert aus dem Führungsgehäuse heraustreten, vielmehr muss diese ein vorbestimmtes maximal zulässiges Vorstehmaß, um welchen der zweite Endbereich aus der Austrittsöffnung heraustreten kann, einhalten. Dagegen würde etwa ein Überschreiten dieses maximal zulässigen Vorstehmaßes dazu führen können, dass unkontrollierte Eingriffszustände des zweiten Endbereichs in den Stellpartner auftreten, was, etwa im vorliegenden Anwendungskontext der Nockenwellenverstellung, bis hin zu vollständigen Motorschäden durch derartige Fehlsteuerung führen kann. Als „Vorstehmaß” wird dabei der gewünschte Abstand zwischen der Spitze einer an einer Aktoreinheit magnetisch haftenden Stößeleinheit und der stirnseitigen Gehäusefläche (Bund) des betreffenden Führungsgehäuses verstanden, zusätzlich sind Toleranzen auf der Seite des Stellpartners zu berücksichtigen.
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Damit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen maximalen Hub, um welchen der zweite Endbereich aus der Austrittsöffnung bewegt werden kann (in der Nockenwellen-Verstelltechnologie als „Vorstehmaß” wie oben bezeichnet) zu begrenzen, dabei insbesondere ein freies und ungehindertes Austreten der Stößeleinheit aus dem (Führungs-)Gehäuse über ein maximal zulässiges Vorstehmaß hinaus zu verhindern und so eine ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit der elektromagnetischen Stellvorrichtung im Zusammenwirken mit einem nachgeschalteten Stellpartner in jedem Betriebszustand sicherzustellen. Dabei ist eine konstruktiv einfache Lösung zu schaffen, welche im Rahmen der vorliegenden Magnettechnologie weder elektromagnetisch noch permanentmagnetisch erzeugte Flussverläufe nachteilig beeinträchtigt oder sich nachteilig auf das Schalt- bzw. Dynamikverhalten auswirkt.
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Die Aufgabe wird durch die elektromagnetische Stellvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise wird die gattungsgemäße Technologie ergänzt durch Absatz- bzw. Anschlagmittel, welche entweder im ersten Endbereich der Stößeleinheit, alternativ im Bereich der Austrittsöffnung des (Führungs-)Gehäuses für die mindestens eine Stößeleinheit ausgebildet sind. Diese Absatz- bzw. Anschlagmittel sorgen erfindungsgemäß und vorteilhaft dafür, dass die gegenüber der diese antreibenden Aktoreinheit entkoppelte, frei bewegliche (und bevorzugt durch Permanentmagnetkraft von aktorseitig vorgesehenen Permanentmagnetmitteln angekoppelte) Stößeleinheit lediglich maximal um das Vorstehmaß, also einen durch die Absatz- bzw. Anschlagmittel vorbestimmten maximal zulässigen vorstehenden Abstand, aus der Austrittsöffnung des (Führungs-)Gehäuses austreten kann, insoweit eine Begrenzung der Bewegung der Stößeleinheit entlang der Bewegungsrichtung erfolgt.
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Damit ist dann sichergestellt, dass etwa ein Mindestabstand (entsprechend einer jeweiligen Konfiguration am Einsatzort) zu dem Stellpartner eingehalten werden kann, und insbesondere wird mit der vorliegenden Erfindung vorteilhaft erreicht, dass die von der Aktoreinheit entkoppelte Stößeleinheit verliersicher im (Führungs-)Gehäuse verbleibt, damit auch nicht unkontrolliert aus diesem herausfallen kann.
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Je nach den Erfordernissen am Einbauort, den geometrischen Verhältnissen der Stellvorrichtung selbst und zu erwartenden Belastungen (etwa Verschmutzungen oder Belastungen mechanischer und thermischer Art) bieten sich dabei zahlreiche Möglichkeiten an, die erfindungsgemäßen Absatz- bzw. Anschlagmittel zu realisieren, wobei diese sich insbesondere auch als vorteilhaft erweisen, wenn die erfindungsgemäße elektromagnetische Stellvorrichtung nicht lediglich eine einzelne Stößeleinheit (welche dann typischerweise mit einer einzelnen zugehörigen Aktoreinheit zusammenwirkt) aufweist, sondern eine Mehrzahl von (wiederum typischerweise parallel zueinander und unter Minimierung eines gegenseitigen Abstandes) geführter Stößeleinheiten vorgesehen ist – diese Variante der Erfindung ist insbesondere von Bedeutung, wenn eine Mehrzahl von Stößeleinheiten (weiter bevorzugt separat voneinander mit jeweils eigenen Aktoreinheiten bewegt) verschiedene Bewegungsmodi des nachgeschalteten Stellpartners, etwa eine Nockenwellenverstellung in verschiedenen Verstellrichtungen, erreichen sollen.
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So ist es weiterbildungsgemäß zunächst bevorzugt, die Absatz- bzw. Anschlagmittel durch einen am ersten Endbereich der Stößeleinheit vorgesehenen Vorsprung zu realisieren, welcher sich quer (d. h. senkrecht zur Bewegungsrichtung) erstreckt; bei zylindrischen bzw. radialsymmetrischen Konfigurationen ist dieser Vorsprung als radial umlaufender Ring besonders günstig zu realisieren. Im Rahmen dieser bevorzugten Ausführungsform wirkt dieser Ringabschnitt zusammen mit einem geeignet angepassten und in das umgebende (Führungs-)Gehäuse geformten Ringabsatz, so dass mit dem maximalen Hub („Vorstehmaß”) der Anschlagzustand dieser Anordnung erreicht wird und damit in der erfindungsgemäßen Weise wirksam die Hubbegrenzung erfolgt bzw. die Stößeleinheit vor einem unbeabsichtigten Herausfallen gesichert ist.
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Dabei ist es wiederum in der vorteilhaften Weiterbildung bevorzugt, einen solchen Vorsprung (bzw. gleichermaßen auch den Ringabsatz) einstückig an die jeweiligen Bauelemente an- bzw. einzuformen, so dass insoweit eine preisgünstige Großserientauglichkeit erreichbar ist.
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Als Alternative bietet es sich an, den erfindungsgemäßen Vorsprung (Ringabsatz) durch einen separaten und geeignet aufsetz- bzw. montierbaren Ring, etwa in Form eines Sprengrings, alternativ realisierbar auch als Elastomerring oder dergleichen, auszugestalten, um insoweit eine einfache und flexible Montage zu ermöglichen.
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Eine andere Variante der Erfindung sieht vor, die erfindungsgemäßen Absatz- bzw. Anschlagmittel im Bereich der Austrittsöffnung zu realisieren bzw. einen geeignet an der Stößeleinheit vorzusehenden Absatz (Ringabsatz) so auszugestalten und zu dimensionieren, dass dieser im Zusammenwirken mit der Austrittsöffnung, welche bevorzugt durch geeignete Ausgestaltung einer zugehörigen stirnseitigen Wand des (Führungs-)Gehäuses realisiert wird, die Anschlag- bzw. Absatzfunktionalität erreicht.
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Dabei ist es einerseits bevorzugt, diesen die Austrittsöffnung ausbildenden und mit dieser einen Anschlag für den Stößel-Ringabsatz anbietenden Gehäuseabschnitt durch einen Fräsvorgang oder vergleichbare Fertigungsschritte einstückig in das (Führungs-)Gehäuse an- bzw. einzuformen, so dass wiederum mit geringstmöglichem Bauteile- bzw. Baugruppenaufwand die Erfindung realisiert werden kann.
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Alternativ kann diese den bevorzugt hohlzylindrischen Bewegungsraum für die Stößeleinheit begrenzende Stirnwand (welche dann, mit reduzierter Öffnungsweite, die Austrittsöffnung aufweist) durch separate Bauteile oder eine separate Baugruppe erreicht werden, wie etwa eine geeignete Scheibe, eine auf das (Führungs-)Gehäuse aufzusetzende Haube oder dergleichen separate Bauelemente, welche dann wiederum aus einem für die Umgebungsbedingungen geeigneten Werkstoff (u. U. Kunststoffmaterial) großserientechnisch günstig und einfach formbar herstellbar sind. Im Kontext „Verbrennungsmotor” entspricht diese Haube einer Bohrung in der Zylinderkopfhaube und ist gleichermaßen Aufnahme der elektromagnetischen Stellvorrichtung.
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Wiederum alternativ und zur effizienten und kostengünstigen Realisierung der erfindungsgemäßen Absatz- bzw. Anschlagmittel im Bereich der Austrittsöffnung ist vorgesehen, den gehäuseseitigen Anschlagpartner durch einen materialverformten Abschnitt, insbesondere materialverformten Rand, zu realisieren, welcher weiter bevorzugt als Verstemmung oder als Bördelrand großserientauglich und mit geringem Aufwand herstellbar ist und in der vorbeschriebenen Weise einen Anschlag für einen entsprechend dimensionierten, mantelseitig an der Stößeleinheit vorgesehenen (Ring-)Absatz anbietet.
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Wiederum alternativ ist es bevorzugt, einen derartigen materialverformten Rand nicht durch Bördeln oder Verstemmen zu realisieren, sondern einen steg- bzw. armförmigen, sich quer zur Bewegungsrichtung erstreckenden (Führungs-)Gehäuseabschnitt mit seinem freien Ende in den Bewegungsraum hinein zu verbiegen, so dass auf diese Weise und ohne die Notwendigkeit separater Bauelemente oder aufwändiger Herstellungsschritte die gewünschte Anschlagfunktionalität für die Stößeleinheit realisierbar ist.
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Im Ergebnis entsteht durch die vorliegende Erfindung in überraschend einfacher und wirksamer Weise eine Hubbegrenzung bzw. eine Verliersicherung für in der gattungsgemäßen Weise frei bewegliche Stößeleinheiten einer elektromagnetischen Stellvorrichtung mit der vorteilhaften Wirkung auf lange und zuverlässige Standzeiten insbesondere auch im bevorzugten technischen Verwendungsgebiet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in
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1 eine schematische Schnittansicht durch die elektromagnetische Stellvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit im ersten Endbereich der Stößeleinheit realisierten Absatz- bzw. Anschlagmitteln;
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2 eine schematische Schnittansicht analog 1 einer zweiten Ausführungsform, bei welcher der Ringabschnitt der 1 durch einen Sprengring ersetzt ist;
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3 eine schematische Schnittansicht analog 1, 2 mit einem Polymerring zur Realisierung der Absatz- bzw. Anschlagmittel;
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4 eine schematische Schnittansicht zum Verdeutlichen einer vierten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Absatz- bzw. Anschlagmittel im Bereich der Austrittsöffnung aus dem Führungsgehäuse realisiert sind;
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5 eine schematische Schnittansicht analog 4 zum Verdeutlichen einer fünften Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die stirnseitige Gehäusefläche der 4 durch eine Scheibe ersetzt ist;
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6 eine schematische Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform der elektromagnetischen Stellvorrichtung mit einer Verstemmung bzw. Bördelung im Bereich der Austrittsöffnung zum Realisieren der Absatz- bzw. Anschlagmittel;
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7 eine schematische Schnittansicht analog 4 bis 6 zum Illustrieren einer siebten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung mit einem materialverformten Abschnitt im Bereich der Austrittsöffnung zum Realisieren der Absatz- bzw. Anschlagmittel;
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8 eine schematische Schnittansicht analog 4 bis 7 zum verdeutlichen einer achten Ausführungsform der Erfindung mit einer auf das Gehäuse aufsetzbaren, die Austrittsöffnung realisierenden Kappe zum Realisieren der Absatz- bzw. Anschlagmittel und
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9 eine perspektivische Teil-Schnittansicht zum Verdeutlichen einer elektromagnetischen Stellvorrichtung nach dem als gattungsbildend herangezogenen Stand der Technik.
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Die Ausführungsformen der 1 bis 3 zeigen Varianten der Erfindung, bei welchen Absatz- und/oder Anschlagmittel zum Begrenzen eines Vorstehmaßes (d. h. eines maximal zulässigen Maßes, um welchen ein Stößel aus der Austrittsöffnung seines Führungsgehäuses austreten kann) im aktorseitigen Endbereich der Stößeleinheiten (erster Endbereich) vorgesehen sind. Für gleiche bzw. äquivalente Funktionskomponenten gelten dieselben Bezugszeichen wie bei der zum Stand der Technik oben diskutierten 9.
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Konkret zeigt die 1 in der axialen Längsschnittansicht eine elektromagnetische Stellvorrichtung der ersten Ausführungsform mit einem Paar von parallel zueinander in einem Gehäuse (Führungsgehäuse) 10 geführten Stößeleinheiten 12, 14; bei der Schemadarstellung der 1 (und analog gilt dies auch für die weiteren Ausführungsbeispiele der 2 bis 8) sind dabei die Stößeleinheiten 12, 14 entlang einer (in der Figurenebene abwärts gerichteten) Bewegungsrichtung antreibende Aktoreinheiten 16, 18 lediglich als schematische Baugruppen eingezeichnet. Diese Aktoreinheiten wirken in ansonsten bekannter Weise auf Stirnflächen 20, 22 der langgestreckten Stößel 12, 14, wobei die Stößel gegenüber den Aktoreinheiten entkoppelt und frei beweglich sind; in einer bevorzugten Realisierung lediglich durch permanentmagnetische Haftkraft von in den Aktoreinheiten 16, 18 stößelseitig vorgesehenen Permanentmagneten lösbar haften (wobei der Begriff der „freien Beweglichkeit” auch dieses lösbare Haften einschließt).
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Ein Beispiel für eine konkrete Realisierung einer derartigen, als gattungsgemäß bekannt vorausgesetzten Technologie offenbart die
DE 10 2007 028 600 A1 der Anmelderin, wobei das dort anhand der
11,
12 (samt zugehöriger Beschreibung) offenbarte Ausführungsbeispiel einer Stellvorrichtung mit zwei parallel zueinander geführter und separat voneinander antreibbaren Stößeleinheiten (
70,
72 in diesem Stand der Technik) konzeptuell und funktional auf die vorliegenden Ausführungsbeispiele übertragbar ist und insoweit als zur Erfindung gehörig sowie zum Zweck der ausführungstauglichen Offenbarung als in die vorliegende Anmeldung einbezogen gelten sollen. Die schematisch gezeigten Aktoreinheiten
16,
18 der
1 entsprechen dann den Aktoreinheiten
74 bzw.
76 in der Längsschnittansicht der
12 der
DE 10 2007 028 600 A1 , und das Gehäuse
10 der
10 entspricht im Hinblick auf die prinzipielle Führung des Paares von Stößeleinheiten
12,
14 dem Gehäuse
82 der genannten
12.
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Erfindungsgemäß und abgrenzend vom Stand der Technik sind sämtlichen Varianten der 1 bis 8 der vorliegenden Erfindung Absatz- und/oder Anschlagmittel zugeordnet, welche einen maximalen Hub H, um welchen eine jeweilige der Stößeleinheiten 12, 14 aus zugehörigen Austrittsöffnungen 26 bzw. 28 heraustreten kann, durch Ausbilden eines Anschlags begrenzen; in der bevorzugten Verwendung der gezeigten Technologie als Nockenwellen-Verstellaggregat, bei welchem ein Eingriffsende 30, 32 der Stößeleinheiten 12 bzw. 14 in eine (nicht gezeigte) Verstellnut einer Nockenwellen-Verstelleinheit (nicht gezeigt) als Stellpartner der gezeigten Stellvorrichtung eingreifen können, wird der maximale Hub H auch als Vorstehmaß bezeichnet und beträgt typischerweise zwischen 3 mm und 7 mm bei typischen maximalen Stößeldurchmessern von ca. 3 mm bis 8 mm und einem Gesamtdurchmesser einer elektromagnetischen Stellvorrichtung mit den exemplarisch gezeigten zwei Stößeleinheiten zwischen ca. 30 mm und ca. 90 mm.
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Bei der Ausführungsform der 1 bestehen diese Absatz- bzw. Anschlagmittel aus einem im Bereich des ersten Endbereichs 20 bzw. 22 vorgesehenen Ringabsatz 34, welcher in der gezeigten Weise einstückig mit der Stößeleinheit ausgebildet ist und in einer Querrichtung (senkrecht zur Bewegungsrichtung) den Stößeldurchmesser verbreitert.
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Angepasst an diesen radial umlaufenden Ringabschnitt 34 ist ein im Gehäuseinneren 10, genauer gesagt in einem jeweiligen hohlzylindrischen Bewegungsraum 36 bzw. 38, ein jeweiliger Ringabsatz 40 eingeformt, welcher, im Betriebszustand der linken Stößeleinheit 12 der 1, einen Anschlag für den anliegenden Ringabsatz 34 ausbildet und so das maximal zulässige Vorstehmaß des Stößels 12 gegenüber dem Führungsgehäuse mechanisch begrenzt. Dagegen befindet sich der rechtsseitig gezeigte, analog ausgebildete und geführte Stößel 14 noch in einer vom Anschlagzustand gelösten Verschiebeposition entlang der Bewegungsrichtung.
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Die Ausführungsform der
1 ermöglicht insbesondere eine einfache Herstell- und Montierbarkeit; gegenüber der gattungsbildenden Technologie (etwa der
DE 10 2007 028 600 A1 ) sind keine zusätzlichen Baugruppen oder Bauelemente zum Realisieren der erfindungsgemäßen Absatz- bzw. Anschlagtechnologie notwendig.
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Allerdings besteht die Möglichkeit, dass, je nach konstruktiver Ausgestaltung und magnetischer Flussführung im Übergang zu den (lediglich schematisch gezeigten) Aktoreinheiten 16, 18 eine Beeinflussung des Magnetkreises stattfindet, so dass die Ausführungsbeispiele der 2 und 3 Varianten der erfindungsgemäßen Realisierung der 1 darstellen, wiederum mit einer Umsetzung der Absatz- bzw. Anschlagmittel am aktorseitigen Endbereich der Stößeleinheiten. Dabei bedeuten mit der 1 identische Bezugszeichen gleiche bzw. gleichwirkende Baugruppen und Komponenten zur Realisierung der Ausführungsbeispiele im Vergleich zur 1; dies gilt auch für die weitergehenden Ausführungsbeispiele der 4 bis 8.
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So zeigt die Variante der 2 Stößeleinheiten 44, 46, welche zur Realisierung der Absatz- bzw. Anschlagmittel keine einstückig ansitzenden Ringabsätze (34 in 1) aufweisen, sondern im Bereich der aktorseitigen Enden 20, 22 mit über die Mantelseite aufsteckbaren (und in geeigneten Nuten der Stößeleinheiten 44, 46 verankerten) Sprengringen 48 versehen sind. Die 2 zeigt schematisch in der Explosionsdarstellung einen derartigen Sprengring 48, welcher durch seine nicht geschlossene Form und eine materialbedingte Elastizität ein Aufklipsen bzw. Aufschnappen zum Herstellen des Montagezustands der 2 ermöglichen. Analog zur Funktionalität des Ausführungsbeispiels der 1 stehen diese Sprengringe 48 radial über den (zumindest abschnittsweise) zylindrischen Außenmantel der Stößel 44, 46 hinaus und ermöglichen so, im Zusammenwirken mit den analog der 1 im Gehäuse gebildeten Ringabsätzen 40 das Realisieren eines Anschlags für die Stößeleinheiten 44, 46, mithin das Realisieren eines maximalen Hubes H (und wiederum damit bewirkend eine Verliersicherung gegen ein unbeabsichtigtes Heraustreten der Stößel aus ihren Führungen im Gehäuse 10).
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Die 3, wiederum als Variante zur 2, ersetzt den Sprengring 48 durch einen (gummielastischen) Elastormerring 50, welcher wiederum in geeignet endseitig im Bereich der aktorseitigen Stirnflächen 20, 22 der Stößeleinheiten 44, 46 gebildete Nuten eingreifen und dort gehalten werden kann. Auch die so montierten Elastomerringe ermöglichen, im Zusammenwirken mit im Gehäuse vorgesehenen Ringabsätzen 52, 54 (welche, gegenüber den Realisierungsformen der 1, 2 entsprechend einer Ringkontur querschnittlich bogenabschnittsförmig ausgeführt sein können) die erfindungsgemäße Anschlagfunktionalität.
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Während die Ausführungsbeispiele der 2 und 3 und die dort verwendeten zusätzlichen Bauelemente 48, 50 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 einen erhöhten Bauteile- und Montageaufwand bedeuten (typischerweise werden die Elemente 48 bzw. 50 vor einem Einsetzen der Stößeleinheiten in das Gehäuse montiert), lässt sich durch geeignete Materialwahl für einen Sprengring 48 (2) bzw. einen Elastomerring 50 (3) eine potentiell nachteilige Beeinflussung eines Magnetflusskreises ausschließen. Dagegen sind zusätzliche Erwägungen bei der Auswahl einer geeigneten Lösung möglicher Verschleiß (etwa im Hinblick auf eine Haltbarkeit eines Elastomerrings 50) bzw. einer erreichbaren Anschlagfestigkeit (etwa im Hinblick auf einen Halt eines Sprengrings 48).
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Die Ausführungsbeispiele der 4 bis 8 zeigen Varianten, bei welchen die erfindungsgemäßen Absatz- bzw. Anschlagmittel im Bereich einer Austrittsöffnung (bzw. durch diese) für die jeweiligen Stößeleinheiten realisiert sind.
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So bildet ein beim Ausführungsbeispiel der 4 gezeigtes Gehäuse 10a stirnseitig Wandabschnitte 56 aus, welche endseitig den jeweiligen hohlzylindrischen Bewegungsraum 36 bzw. 38 begrenzen und zum Durchtritt für einen eingriffsseitigen Stößelabschnitt 30 bzw. 32 der gezeigten Stößel 58 bzw. 60 jeweils zugehörige Austrittsöffnungen 62 ausbilden. In der in 4 (linker Stößel 58) gezeigten Art sitzt ein jeweiliger Stößel mit einem mantelseitigen Ringabsatz 64 auf der stirnseitigen Wand 56 auf, so dass der Hub H mit Erreichen des maximalen Vorstehmaßes wirksam begrenzt wird.
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Während das Ausführungsbeispiel der 4 durch einstückige An- bzw. Ausformung des Ringabsatzes 64 an das Stößelpaar 58, 60 bzw. das einstückige Anformen der Stirnwände 56 an das Gehäuse 10a keine zusätzlichen Bauteile bzw. Baugruppen zur Realisierung der öffnungsseitigen Absatz- bzw. Anschlagfunktionalität benötigt, ist bei der Ausführungsvariante der 5 eine jeweilige, die Bewegungsräume 36, 38 begrenzende Wand (56 in 4) durch ein Scheibenelement 62 (bei ansonsten gegenüber der 4 unverändertem Aufbau) ersetzt; das entsprechend angepasste Gehäuse 10b der 5 wird mit der Scheibe 62 in geeigneter Weise, etwa durch eine Verstemmen, verbunden.
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Wiederum alternativ zu den Ausführungsbeispielen der 4, 5 ist bei der sechsten Ausführungsform der 6 vorgesehen, dass zum Realisieren des erfindungsgemäßen Anschlags im Bereich der Austrittsöffnung das Gehäuse 10c keinen stirnseitigen Wandabschnitt (56 in 4) erhält, sondern der Anschlag eine Bördelung oder Verstemmung 65, etwa im Gehäusebereich zwischen den Führungsbohrungen 36, 38, realisiert sein kann. Vorteilhaft wird hierdurch gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 4 der Herstellungsaufwand verringert, gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 5 ein zusätzliches Bauteil (in Form der Scheibe 62) überflüssig gemacht, gleichzeitig bietet eine Verstemmung 65 die Herausforderung, ein mögliches Verklemmen oder dergleichen Bewegungshemmung des Paares der Stößeleinheiten 58, 60 im endseitigen Anschlagbereich zu verhindern.
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Wiederum als Variante zur Realisierungsform der 7, gleichwohl den Gedanken einer Materialverformung des Gehäuses (10d in 7) aufgreifend, sieht die siebte Ausführungsform der 7 vor, den Anschlag im Bereich der Austrittsöffnung durch einen steg- bzw. armartigen Gehäuseabschnitt 66 zu realisieren, welcher ein (bevorzugt) freies Ende oder dergleichen Deformationsabschnitt in den hohlzylindrischen Bewegungsraum 36, 38 für das Paar von Stößeleinheiten 58 bzw. 60 hinein gebogen aufweist. Durch diese Deformation entsteht der in 7 im Anschlagzustand für den linken Stößel 58 gezeigte Anschlag im Zusammenwirken mit dem stößelseitigen Ringabsatz 64.
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Eine derartige Lösungsvariante besitzt, analog der 6, den Vorteil verminderten Bauteileaufwands, gleichzeitig erfordert die Vorbereitung bzw. Montage des Gehäuses samt Durchführung der plastischen Verformung zusätzlichen Aufwand in der Umsetzung.
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Das achte Ausführungsbeispiel der 8 ordnet dem Gehäuse 10 eine haubenförmige Gehäuseschale 68 (bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial oder dergleichen nicht-magnetisch leitendem Werkstoff, auch etwa realisiert durch eine Zylinderkopfbohrung) zu, so dass diese mit einem stirnseitigen Wandabschnitt 70 die Bewegungsräume 36, 38 verschließende Baugruppe im Zusammenwirken mit den stößelseitigen Ringabsätzen 64 den gewünschten Anschlag (Anschlagzustand im linksseitigen Stößel 58 der 8 gezeigt) realisiert. Gleichzeitig ermöglicht die Kappe 68 der 8 eine potentiell günstige Abschirmung gegen Verschmutzung oder dergleichen Umgebungseinflüsse und ist potentiell einfach montierbar.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist es insbesondere möglich, die erfindungsgemäße elektromagnetische Stellvorrichtung mit lediglich einer Stößeleinheit zu realisieren, wie auch mit mehr als zwei Stößeleinheiten. Auch wurden die grundsätzlichen funktionalen Varianten eines aktorseitigen Anschlags (1 bis 3) und eines Anschlags im Bereich der Austrittsöffnung (4 bis 8) unabhängig voneinander gezeigt; prinzipiell ist auch eine Kombination dieser Lösungen denkbar. Schließlich ist eine Verwendung der vorliegenden Erfindung im Bereich der Kraftfahrzeugtechnologie, und dort insbesondere zur Nockenwellenverstellung von Verbrennungsmotoren, vorteilhaft, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Verwendung beschränkt, sondern erstreckt sich auf jeglichen Einsatzfall, bei welchem wirksam ein Vorstehmaß oder dergleichen maximaler Stößelhub beschränkt und ein derartiger Stößel wirksam vor einem unbeabsichtigten Herausfallen aus seinem Führungsgehäuse geschützt werden soll.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007028600 A1 [0001, 0033, 0033, 0037]
