DE102014114847A1 - Electromagnetic actuator for a camshaft adjuster - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischer Aktuator (10) mit einer Mittelachse (L1), insbesondere zur Betätigung eines Hydraulikventils (50) eines Nockenwellenverstellers (100), der eine um die Mittelachse (L1) ausgebildete Spule (12), sowie einen Anker (14) mit einem in axialer Richtung angeordneten Betätigungsstift (16) umfasst. Ferner ist der Anker (14) relativ zu der Spule (12) um die Achse (L1) drehbar und bei Bestromung der Spule (12) je nach Stromrichtung entlang der Achse (L1) auf oder ab verschiebbar. Der Betätigungsstift (16) ist ausgebildet, bestimmungsgemäß einen Kolben (52) eines Hydraulikventils (50) eines Nockenwellenverstellers (100) zu betätigen. Die Erfindung betrifft ferner einen Nockenwellenversteller (100) mit einem solchen elektromagnetischen Aktuator (10).The invention relates to an electromagnetic actuator (10) having a central axis (L1), in particular for actuating a hydraulic valve (50) of a camshaft adjuster (100) having a coil (12) formed around the center axis (L1) and an armature (14). comprising an actuating pin (16) arranged in the axial direction. Further, the armature (14) is rotatable relative to the coil (12) about the axis (L1) and when energized, the coil (12) depending on the current direction along the axis (L1) up or down slidably. The actuating pin (16) is designed to actuate a piston (52) of a hydraulic valve (50) of a camshaft adjuster (100) as intended. The invention further relates to a camshaft adjuster (100) with such an electromagnetic actuator (10).

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Aktuator, insbesondere zur Betätigung eines Hydraulikventils eines Nockenwellenverstellers an einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. The invention relates to an electromagnetic actuator, in particular for actuating a hydraulic valve of a camshaft adjuster on an internal combustion engine of a motor vehicle.

Stand der Technik State of the art

Aus der DE 10 2010 060 181 B4 ist ein hydraulisches Ventil eines Nockenwellenverstellers bekannt, welches als Zentralventil ausgeführt ist. Das hydraulische Zentralventil ist radial innerhalb der Rotornabe des Nockenwellenverstellers angeordnet. Dabei findet ein Spannelement Anwendung, das eine Buchse des Zentralventils in axialer Richtung innerhalb eines Hohlrohrs einer gebauten Nockenwelle abstützt. Ein reibschlüssiges Spannelement ermöglicht eine stufenlose axiale Festlegbarkeit der Buchse gegenüber dem Hohlrohr, um so fertigungsbedingte Toleranzen auszugleichen. Dies ermöglicht eine direkte Anlage eines Stößels eines elektromagnetischen Stellgliedes am Kolben, so dass bei diesem elektromagnetischen Stellglied nur ein sehr kurzer Axialhub vorgesehen ist. From the DE 10 2010 060 181 B4 is a hydraulic valve of a camshaft adjuster known, which is designed as a central valve. The hydraulic central valve is arranged radially inside the rotor hub of the camshaft adjuster. In this case, a clamping element is used, which supports a bushing of the central valve in the axial direction within a hollow tube of a built camshaft. A frictional clamping element allows a stepless axial fixability of the bushing with respect to the hollow tube, so as to compensate for production-related tolerances. This allows a direct contact of a plunger of an electromagnetic actuator on the piston, so that only a very short Axialhub is provided in this electromagnetic actuator.

Aus der DE 10 2013 101 737 A1 ist ferner eine Dichtungseinrichtung für einen Nockenwellenversteller bekannt, der mithilfe eines Riemens angetrieben ist und ein Wegeventil mit einem Kolben aufweist, wobei die Dichtungseinrichtung einen ersten Befestigungsabschnitt, der an dem Nockenwellenversteller fest angeordnet ist, einen zweiten Befestigungsabschnitt, der kolbenseitig fest angeordnet ist, und einen zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und dem zweiten Befestigungsabschnitt angeordneten flexiblen Membranabschnitt aufweist. Der Nockenwellenversteller weist einen Riemenantriebsbereich und einen Ventilbereich auf. In dem Riemenantriebsbereich ist ein Riementrieb angeordnet. Das Wegeventil ist in dem Ventilbereich angeordnet. Der Ventilbereich ist mit einem Hydraulikmedium beaufschlagt. Der Riemenantriebsbereich und der Ventilbereich sind durch einen gehäuseartigen Wandabschnitt voneinander getrennt. Der Nockenwellenversteller weist einen Aktuator zur Betätigung des Wegeventils auf, wobei der Aktuator außerhalb des Ventilbereichs angeordnet ist. Das Wegeventil ist von außerhalb des Ventilbereichs betätigbar. Die Dichtungseinrichtung ist an dem den Riemenantriebsbereich und den Ventilbereich trennenden Wandabschnitt angeordnet. Die Dichtungseinrichtung dient dazu, den Riemenantriebsbereich und den Ventilbereich voneinander zu trennen, um einen unerwünschten Durchtritt von Hydraulikmedium von dem Ventilbereich zu dem Riemenantriebsbereich zu verhindern. Die Dichtungseinrichtung weist eine ringartige Form mit einem Außenrand und einem Innenrand auf. Der erste Befestigungsabschnitt ist an dem Außenrand angeordnet. Der zweite Befestigungsabschnitt ist an dem Innenrand angeordnet. Der Membranabschnitt ist elastisch und weist einen elastomeren Kunststoff auf, der auch ölfest ist. From the DE 10 2013 101 737 A1 Further, a sealing device for a camshaft adjuster is known, which is driven by means of a belt and having a directional control valve with a piston, wherein the sealing means a first fastening portion which is fixedly arranged on the camshaft adjuster, a second fastening portion, which is fixedly mounted on the piston side, and a Has between the first mounting portion and the second mounting portion disposed flexible diaphragm portion. The phaser has a belt drive region and a valve region. In the belt drive area, a belt drive is arranged. The directional control valve is arranged in the valve region. The valve area is supplied with a hydraulic medium. The belt drive portion and the valve portion are separated by a box-like wall portion. The camshaft adjuster has an actuator for actuating the directional control valve, wherein the actuator is arranged outside the valve region. The directional control valve can be actuated from outside the valve area. The sealing device is arranged on the wall section separating the belt drive region and the valve region. The sealing means serves to separate the belt drive portion and the valve portion to prevent undesirable passage of hydraulic fluid from the valve portion to the belt drive portion. The sealing device has a ring-like shape with an outer edge and an inner edge. The first attachment portion is disposed on the outer edge. The second attachment portion is disposed on the inner edge. The membrane section is elastic and has an elastomeric plastic, which is also oil-resistant.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektromagnetischen Aktuator, insbesondere zur Betätigung eines Hydraulikventils eines Nockenwellenverstellers zu schaffen, welcher bei kompakter Bauweise einfach und kostengünstig zu fertigen ist, sowie eine hohe Dauerhaltbarkeit aufweist. An object of the invention is to provide an electromagnetic actuator, in particular for actuating a hydraulic valve of a camshaft adjuster, which is simple and inexpensive to manufacture in a compact design, and has a high durability.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, einen Nockenwellenversteller mit einem solchen elektromagnetischen Aktuator zu schaffen, welcher bei kompakter Bauweise einfach und kostengünstig zu fertigen ist, sowie eine hohe Dauerhaltbarkeit aufweist. Another object of the invention is to provide a camshaft adjuster with such an electromagnetic actuator, which is simple and inexpensive to manufacture in a compact design, and has a high durability.

Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. The above objects are achieved with the features of the independent claims.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Favorable embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.

Es wird ein elektromagnetischer Aktuator mit einer Mittelachse vorgeschlagen, insbesondere zur Betätigung eines Hydraulikventils eines Nockenwellenverstellers, der eine um die Mittelachse angeordnete elektrische Spule, sowie einen Anker mit einem in axialer Richtung angeordneten Betätigungsstift umfasst. Der Anker ist relativ zu der Spule um die Achse drehbar und bei Bestromung der Spule je nach Stromrichtung entlang der Achse auf oder ab verschiebbar angeordnet. Dabei ist der Betätigungsstift ausgebildet, bestimmungsgemäß einen Kolben eines Hydraulikventils eines Nockenwellenverstellers zu betätigen. An electromagnetic actuator with a central axis is proposed, in particular for actuating a hydraulic valve of a camshaft adjuster, which comprises an electrical coil arranged around the center axis, and an armature with an actuating pin arranged in the axial direction. The armature is rotatable relative to the coil about the axis and when energized, the coil depending on the current direction along the axis up or down slidably disposed. In this case, the actuating pin is designed to operate according to a piston of a hydraulic valve of a camshaft adjuster.

Ein elektromagnetischer Aktuator, der zur Betätigung eines Kolbens eines Hydraulikventils eines Nockenwellenverstellers dient, unterliegt üblicherweise der Anforderung, dass der Aktuator motorfest verbaut wird und dabei die Betätigungskraft auf einen rotierenden Kolben, beispielsweise eine Zylinderrolle, übertragen muss. Typische Lösungen sehen vor, dass der Kontakt zwischen Betätigungsstift des Aktuators und Kolben über eine Kugel erfolgt, welche eine Schmierung mit dem Hydraulikmedium erfährt, mit dem auch das Hydraulikventil betrieben wird. Vorteilhaft kann der erfindungsgemäße Aktuator trocken, ohne Schmiermittel, laufen und das Hydraulikventil gegen den Aktuator und umgebende Aggregate abgedichtet betrieben werden. Ein solcher Betriebszustand erfüllt neue Anforderungen an den Kontakt zwischen Aktuator und Kolben, da eine übliche Kugel als Kontakt beispielsweise ohne Schmierung schnell verschleißt und den Belastungen nicht standhält. Die auftretende Reibung zwischen Kugel, Betätigungsstift des Aktuators und der Zylinderrolle ist üblicherweise so groß, dass die Kugel je nach Materialpaarung nach kurzer Standzeit abflacht oder komplett abgerieben wird. Dies wird durch den erfindungsgemäßen Aktuator vermieden. An electromagnetic actuator, which is used to actuate a piston of a hydraulic valve of a camshaft adjuster, is usually subject to the requirement that the actuator is installed fixed to the engine and thereby has to transmit the actuating force to a rotating piston, for example a cylindrical roller. Typical solutions provide that the contact between the actuating pin of the actuator and the piston takes place via a ball, which undergoes lubrication with the hydraulic medium with which the hydraulic valve is also operated. Advantageously, the actuator according to the invention run dry, without lubricant, and the hydraulic valve against the actuator and surrounding units are operated sealed. Such an operating condition meets new requirements for the contact between the actuator and the piston, since a conventional ball For example, as a contact wears quickly without lubrication and the loads can not withstand. The occurring friction between ball, actuating pin of the actuator and the cylindrical roller is usually so large that the ball flattened depending on the material pairing after a short life or completely rubbed off. This is avoided by the actuator according to the invention.

Vorteilhaft kann die Spule konzentrisch um die Mittelachse ausgebildet sein. Ebenso kann der Anker konzentrisch um die Mittelachse ausgebildet sein. Ebenso kann der Betätigungsstift konzentrisch zur Mittelachse angeordnet sein. Der Anker kann parallel zu einer Stirnseite der Spule angeordnet sein. Advantageously, the coil may be formed concentrically around the central axis. Likewise, the armature may be formed concentrically around the central axis. Likewise, the actuating pin can be arranged concentrically to the central axis. The armature can be arranged parallel to an end face of the coil.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aktuators kann der Anker mit dem Betätigungsstift des Aktuators durch einen Tellerstift dargestellt sein. Der Tellerstift ist vorteilhaft als Permanentmagnet ausgeführt. Der Tellerstift dreht sich mit dem Hydraulikventil und der Nockenwelle. Der Aktuator überträgt die Kraft innerhalb des Aktuators auf den Tellerstift durch Aufbau eines Magnetfeldes. Die Spule des Aktuators ist fest mit der Brennkraftmaschine verbunden und dreht sich nicht mit. Da keine taktile Verbindung zwischen der Spule des Aktuators und dem Tellerstift besteht, tritt hier auch kein Verschleiß auf. Der Tellerstift kann so frei drehen. Bei Bestromung der Spule wird der Anker bei entsprechender Ausrichtung der Permanentmagnetisierung des Ankers abgestoßen und drückt dadurch auf den Kolben des Hydraulikventils, um eine gewünschte Schaltwirkung des Hydraulikventils zu bewirken. In an advantageous embodiment of the actuator according to the invention, the armature can be represented by the actuating pin of the actuator by a disc pin. The disk pin is advantageously designed as a permanent magnet. The pin rotates with the hydraulic valve and the camshaft. The actuator transmits the force within the actuator to the disk pin by building up a magnetic field. The coil of the actuator is firmly connected to the internal combustion engine and does not rotate. Since there is no tactile connection between the coil of the actuator and the disk pin, no wear occurs here. The plate pin can rotate so freely. When energizing the coil, the armature is repelled with a corresponding orientation of the permanent magnetization of the armature and thereby presses on the piston of the hydraulic valve to cause a desired switching action of the hydraulic valve.

Die Wirkung der das Magnetfeld erzeugenden Spule kann durch Integration eines Eisenkerns verstärkt werden. Der Eisenkern konzentriert dabei die Magnetfeldlinien der Spule, sodass die Magnetkraft auf den Anker günstig fokussiert und dadurch verstärkt werden kann. The effect of the magnetic field generating coil can be enhanced by integration of an iron core. The iron core concentrates the magnetic field lines of the coil, so that the magnetic force can be favorably focused on the armature and thereby strengthened.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Spule ringförmig den Tellerstift, sodass der Betätigungsstift von der Spule umfasst wird und die Spule zwischen Anker und Hydraulikventil angeordnet ist. Der Anker wird in diesem Fall von der Spule bei entsprechender Ausrichtung der Permanentmagnetisierung des Ankers angezogen. Dadurch kann mit dem Magnetfeld ein höheres Kraftniveau ausgeübt werden. In another embodiment, the spool annularly comprises the disc pin so that the actuating pin is encompassed by the spool and the spool is disposed between the armature and the hydraulic valve. The armature is attracted in this case by the coil with appropriate alignment of the permanent magnetization of the armature. As a result, a higher force level can be exerted with the magnetic field.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Teller des Tellerstifts aus einem Hohlzylinderteil bestehen, das im Inneren der Spule des Aktuators angeordnet ist. Auch eine solche Anordnung ist günstig, um ein hohes Kraftniveau auf den Anker auszuüben. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einer solchen Anordnung der rotierende Anker von der Spule abgedeckt werden kann. According to a further embodiment, the plate of the plate pin may consist of a hollow cylinder part, which is arranged in the interior of the coil of the actuator. Such an arrangement is also favorable in order to exert a high level of force on the armature. Another advantage is that in such an arrangement, the rotating armature can be covered by the coil.

Wesentliche Vorteile der Erfindung sind zum einen die Dauerhaltbarkeit des Aktuators und seines Gegenstücks, des Kolbens des Hydraulikventils, da der Reibungskontakt zwischen Betätigungsstift und Kolben vermieden wird. Ein möglicher Verschleiß des Tellerstifts spielt so keine Rolle beim Betrieb des Aktuators. Der Aktuator weist einen einfachen Aufbau auf, der aus einer Spule und dem entsprechenden Anker mit Betätigungsstift besteht, die nicht in einem Gehäuse, sondern getrennt voneinander, angeordnet sein können. Die Bauteilkosten können relativ niedrig gehalten werden, da die benötigten Komponenten einfach zu fertigen sind, was einen weiteren Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele darstellt. Die Montage des Aktuators selbst gestaltet sich einfach, die Anbringung an einer Brennkraftmaschine des Spulenteils ist ebenfalls einfach zu bewerkstelligen und der Anker mit Betätigungsstift kann an dem Hydraulikventil, bzw. dem Nockenwellenversteller angeordnet sein. Significant advantages of the invention are on the one hand the durability of the actuator and its counterpart, the piston of the hydraulic valve, since the frictional contact between the actuating pin and piston is avoided. A possible wear of the plate pin thus plays no role in the operation of the actuator. The actuator has a simple structure consisting of a coil and the corresponding armature with actuating pin, which can not be arranged in a housing, but separated from each other. The component costs can be kept relatively low, since the required components are easy to manufacture, which represents a further advantage of the embodiments according to the invention. The assembly of the actuator itself is simple, the attachment to an internal combustion engine of the coil part is also easy to do and the armature with actuating pin can be arranged on the hydraulic valve, or the camshaft adjuster.

Auf diese Weise ist ein sicherer Betriebe einer Zentralschraube als Hydraulikventil eines Nockenwellenverstellers möglich. Schmutz und Feuchtigkeit haben keinen Zugang zum Hydraulikventil. Der Spulenteil des Aktuators kann ebenfalls gekapselt und damit dicht ausgeführt werden, sodass auch hier keine Beeinträchtigungen durch widrige Umweltbedingungen zu erwarten sind. In this way, safe operations of a central screw as a hydraulic valve of a camshaft adjuster is possible. Dirt and moisture do not have access to the hydraulic valve. The coil part of the actuator can also be encapsulated and thus made tight, so that no adverse effects are to be expected from adverse environmental conditions here.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Betätigungsstift auf einer von der Spule abgewandten Seite des Ankers angeordnet sein. Der Anker ist als Permanentmagnet ausgeführt. Der Aktuator überträgt die Kraft innerhalb des Aktuators auf den Anker durch Aufbau eines Magnetfeldes. Die Spule des Aktuators ist fest mit der Brennkraftmaschine verbunden und dreht sich nicht mit. Da keine taktile Verbindung zwischen der Spule des Aktuators und dem Anker besteht, tritt hier auch kein Verschleiß auf. Der Anker kann so frei drehen. Bei Bestromung der Spule wird der Anker bei entsprechender Ausrichtung der Permanentmagnetisierung des Ankers abgestoßen. Der an dem Anker angeordnete Betätigungsstift drückt dadurch auf den Kolben des Hydraulikventils, um eine gewünschte Schaltwirkung des Hydraulikventils zu bewirken. According to an advantageous embodiment of the actuating pin may be arranged on a side remote from the coil side of the armature. The armature is designed as a permanent magnet. The actuator transmits the force within the actuator to the armature by establishing a magnetic field. The coil of the actuator is firmly connected to the internal combustion engine and does not rotate. Since there is no tactile connection between the coil of the actuator and the armature, no wear occurs here. The anchor can rotate freely. When energizing the coil, the armature is repelled with a corresponding orientation of the permanent magnetization of the armature. The actuating pin located on the armature thereby presses on the piston of the hydraulic valve to effect a desired switching action of the hydraulic valve.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Betätigungsstift auf einer der Spule zugewandten Seite des Ankers angeordnet sein und durch einen Innenbereich der Spule hindurchgeführt sein. Bei dieser Anordnung umfasst die Spule ringförmig den Betätigungsstift. Die Spule ist zwischen Anker und Hydraulikventil angeordnet. Der Anker wird in diesem Fall von der Spule bei entsprechender Ausrichtung der Permanentmagnetisierung des Ankers angezogen. Dadurch kann mit dem Magnetfeld ein höheres Kraftniveau ausgeübt werden. According to an advantageous embodiment of the actuating pin may be disposed on a side facing the coil of the armature and passed through an inner region of the coil. In this arrangement, the coil comprises an annular ring the actuating pin. The coil is arranged between armature and hydraulic valve. The armature is attracted in this case by the coil with appropriate alignment of the permanent magnetization of the armature. As a result, a higher force level can be exerted with the magnetic field.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Anker an einem Außenumfang einen hohlzylinderförmig ausgebildeten Ring aufweisen, welcher in dem Innenbereich der Spule um die Achse drehbar angeordnet ist. Auch eine solche Anordnung ist günstig, um ein hohes Kraftniveau auf den Anker auszuüben. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einer solchen Anordnung der rotierende Anker von der Spule abgedeckt werden kann. According to an advantageous embodiment, the armature may have on an outer circumference a hollow cylinder-shaped ring, which is arranged rotatably in the inner region of the coil about the axis. Such an arrangement is also favorable in order to exert a high level of force on the armature. Another advantage is that in such an arrangement, the rotating armature can be covered by the coil.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Anker und/oder der Betätigungsstift aus einem magnetischen, insbesondere hartmagnetischen Werkstoff ausgebildet sein. Durch die Wahl eines hartmagnetischen Werkstoffs können sowohl Anker als auch Betätigungsstift aufmagnetisiert werden, sodass sie einen Permanentmagneten darstellen und dadurch von einem mit Bestromung der Spule erzeugten Magnetfeld angezogen oder abgestoßen werden können, je nach Orientierung der Magnetisierung des Permanentmagneten. So können Anker und/oder Betätigungsstift wenigstens bereichsweise aus einem üblicherweise verwendeten hartmagnetischen Werkstoff wie beispielsweise Neodym-Eisen-Bor bestehen. Es ist denkbar, dass in einen Anker und/oder Betätigungsstift, der aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise auch Kunststoff oder Keramik bestehen kann, ein Kern aus einem hartmagnetischen Werkstoff eingebettet ist. According to an advantageous embodiment of the armature and / or the actuating pin may be formed of a magnetic, in particular hard magnetic material. By choosing a hard magnetic material, both armature and actuating pin can be magnetized so that they represent a permanent magnet and thus can be attracted or repelled by a magnetic field generated by energizing the coil, depending on the orientation of the magnetization of the permanent magnet. Thus, armature and / or actuating pin at least partially consist of a commonly used hard magnetic material such as neodymium-iron-boron. It is conceivable that in an anchor and / or actuating pin, which may consist of a different material, for example, plastic or ceramic, a core of a hard magnetic material is embedded.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Ring aus einem magnetischen, insbesondere hartmagnetischen Werkstoff ausgebildet sein. Durch die Wahl eines hartmagnetischen Werkstoffs kann der hohlzylinderförmig ausgebildete Ring aufmagnetisiert werden, sodass er einen Permanentmagneten darstellt und dadurch von einem mit Bestromung der Spule erzeugten Magnetfeld angezogen oder abgestoßen werden kann, je nach Orientierung der Magnetisierung des Permanentmagneten. So kann der Ring wenigstens bereichsweise aus einem üblicherweise verwendeten hartmagnetischen Werkstoff wie beispielsweise Neodym-Eisen-Bor bestehen. Es ist denkbar, dass in einen Ring, der aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise auch Kunststoff oder Keramik bestehen kann, ein Kern aus einem hartmagnetischen Werkstoff eingebettet ist. According to an advantageous embodiment of the ring may be formed of a magnetic, in particular hard magnetic material. By choosing a hard magnetic material, the hollow cylinder-shaped ring can be magnetized, so that it represents a permanent magnet and can be attracted or repelled by a magnetic field generated by energizing the coil, depending on the orientation of the magnetization of the permanent magnet. Thus, the ring may at least partially consist of a commonly used hard magnetic material such as neodymium-iron-boron. It is conceivable that a core made of a hard magnetic material is embedded in a ring, which may be made of a different material, for example, plastic or ceramic.

Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt einen Nockenwellenversteller einer Brennkraftmaschine mit einem elektromagnetischen Aktuator, wobei der Nockenwellenversteller ein hydraulisch betätigbares Stellergetriebe in einem Gehäuse, sowie ein Hydraulikventil umfasst, welches zentral im Inneren des Stellergetriebes in dem Gehäuse angeordnet ist, welches einen Verstellbereich des Stellergetriebes steuert. Ein an einem Anker des Aktuators in einer Mittelachse angeordneter Betätigungsstift ist mit einem in einer Längsachse verschiebbaren Kolben des Hydraulikventils verbunden. Der Aktuator betätigt bei Bestromung mit dem Betätigungsstift den Kolben des Hydraulikventils. Bei dem erfindungsgemäßen Aktuator ist der Anker mit dem Betätigungsstift des Aktuators durch einen Tellerstift dargestellt. Der Tellerstift ist als Permanentmagnet ausgeführt. Der Tellerstift dreht sich mit dem Hydraulikventil und der Nockenwelle. Der Aktuator überträgt die Kraft innerhalb des Aktuators auf den Tellerstift durch Aufbau eines Magnetfeldes. Die Spule des Aktuators ist fest mit der Brennkraftmaschine verbunden und dreht sich nicht mit. Da keine taktile Verbindung zwischen der Spule des Aktuators und dem Tellerstift besteht, tritt hier auch kein Verschleiß auf. Der Tellerstift kann so frei drehen. Bei Bestromung der Spule wird der Anker bei entsprechender Ausrichtung der Permanentmagnetisierung des Ankers abgestoßen und drückt dadurch auf den Kolben des Hydraulikventils, um eine gewünschte Schaltwirkung des Hydraulikventils und damit einen Verstellvorgang des Nockenwellenverstellers zu bewirken. The invention relates in another aspect to a camshaft adjuster of an internal combustion engine having an electromagnetic actuator, wherein the camshaft adjuster comprises a hydraulically actuable actuator gear in a housing, and a hydraulic valve, which is arranged centrally in the interior of the actuator gear in the housing, which controls an adjustment of the actuator gear , An actuating pin arranged on an armature of the actuator in a central axis is connected to a piston of the hydraulic valve that can be displaced in a longitudinal axis. When energized with the actuating pin, the actuator actuates the piston of the hydraulic valve. In the actuator according to the invention, the armature with the actuating pin of the actuator is represented by a disc pin. The disk pin is designed as a permanent magnet. The pin rotates with the hydraulic valve and the camshaft. The actuator transmits the force within the actuator to the disk pin by building up a magnetic field. The coil of the actuator is firmly connected to the internal combustion engine and does not rotate. Since there is no tactile connection between the coil of the actuator and the disk pin, no wear occurs here. The plate pin can rotate so freely. When energizing the coil, the armature is repelled with a corresponding orientation of the permanent magnetization of the armature and thereby presses on the piston of the hydraulic valve to cause a desired switching action of the hydraulic valve and thus an adjustment of the camshaft adjuster.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Membran einen Innenbereich des Nockenwellenverstellers fluiddicht abdichten. Dabei ist der Betätigungsstift fluiddicht durch die Membran geführt. Durch die Membran ist der eigentliche Ventilbereich des Nockenwellenverstellers gegen einen Riemenantriebsbereich, worüber der Antrieb des Nockenwellenverstellers von einer Kurbelwelle erfolgt, fluiddicht abgetrennt. Auf diese Weise kann der Nockenwellenversteller so betrieben werden, dass kein Hydraulikmedium austritt und so störende Leckagen entstehen oder der Motorraum durch austretendes Hydraulikmedium verschmutzt wird. Gerade Zahnriemen zum Antrieb des Nockenwellenverstellers oder ähnliche Kunststoffkomponenten könnten durch ausgetretenes Hydraulikmedium degradiert werden, sodass ihre Lebensdauer signifikant beeinträchtigt würde. Auch ihre Funktion könnte durch die erhöhte Gleitfähigkeit des Hydraulikmediums gestört werden. According to an advantageous embodiment, a membrane can seal an inner region of the camshaft adjuster in a fluid-tight manner. In this case, the actuating pin is guided fluid-tightly through the membrane. Through the membrane, the actual valve region of the camshaft adjuster is fluid-tightly separated from a belt drive region, via which the drive of the camshaft adjuster is effected by a crankshaft. In this way, the camshaft adjuster can be operated so that no hydraulic medium leaks and so disturbing leaks occur or the engine compartment is polluted by escaping hydraulic fluid. Straight timing belts for driving the camshaft adjuster or similar plastic components could be degraded by leaked hydraulic medium, so that their service life would be significantly impaired. Their function could also be disturbed by the increased lubricity of the hydraulic medium.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Anker des Aktuators mit dem Hydraulikventil gemeinsam um die Längsachse drehbar angeordnet sein. Auf diese Weise wird verhindert, dass Reibungsverluste und Degradation der Werkstoffe auf Grund der Reibung entstehen. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn der Betrieb ohne Schmierung der Kontaktstelle Aktuator-Hydraulikventil vorgesehen ist. According to an advantageous embodiment, the armature of the actuator can be arranged to be rotatable together with the hydraulic valve about the longitudinal axis. This prevents frictional losses and degradation of the materials due to friction. This is of particular importance when the operation is provided without lubrication of the contact point actuator hydraulic valve.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Spule des Aktuators mit einem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine verbunden sein. Die motorfeste Anordnung des Spulenteils des Aktuator stellt eine besonders sichere und günstige Form der Montage an der Brennkraftmaschine dar. Kontaktierungsprobleme werden dadurch vermieden. Auch eine Austausch bei eventuellem Ausfall ist dadurch begünstigt, da die Spule leichter zugänglich ist und außerdem nicht der gesamte Aktuator ausgetauscht werden muss. According to an advantageous embodiment, a coil of the actuator may be connected to a motor housing of the internal combustion engine. The motor-fixed arrangement of the coil part of the actuator represents a particularly safe and convenient form of mounting on the internal combustion engine. Contacting problems are thereby avoided. An exchange in case of failure is favored, since the coil is easily accessible and In addition, not the entire actuator must be replaced.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigen beispielhaft: They show by way of example:

1 einen Schnitt durch einen schematischen Aktuator nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem Anker und Betätigungsstift auf einer Seite der Spule angeordnet sind; 1 a section through a schematic actuator according to an embodiment of the invention, wherein the armature and actuating pin are arranged on one side of the coil;

2 einen Schnitt durch einen schematischen Aktuator nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Betätigungsstift im Inneren der Spule angeordnet ist; 2 a section through a schematic actuator according to another embodiment of the invention, wherein the actuating pin is disposed inside the coil;

3 einen Schnitt durch einen schematischen Aktuator nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein hohlzylinderförmiger Ring an einem Außenumfang des Ankers angeordnet ist; 3 a section through a schematic actuator according to another embodiment of the invention, in which a hollow cylindrical ring is disposed on an outer periphery of the armature;

4 einen Schnitt durch einen Nockenwellenversteller nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Aktuator nach dem Ausführungsbeispiel aus 1; 4 a section through a camshaft adjuster according to an embodiment of the invention with an actuator according to the embodiment of 1 ;

5 einen Schnitt durch einen Nockenwellenversteller nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Aktuator nach dem Ausführungsbeispiel aus 2; und 5 a section through a camshaft adjuster according to an embodiment of the invention with an actuator according to the embodiment of 2 ; and

6 einen Schnitt durch einen Nockenwellenversteller nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Aktuator nach dem Ausführungsbeispiel aus 3. 6 a section through a camshaft adjuster according to an embodiment of the invention with an actuator according to the embodiment of 3 ,

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen. In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures are merely examples and are not intended to be limiting.

1 zeigt einen Schnitt durch einen schematischen Aktuator 10 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem Anker 14 und Betätigungsstift 16 auf einer Seite der Spule 12 angeordnet sind. Der elektromagnetischer Aktuator 10, der insbesondere zur Betätigung eines Hydraulikventils 50 eines Nockenwellenverstellers 100 wie in den 4 bis 6 dargestellt, weist eine Mittelachse L1 auf, und umfasst eine konzentrisch um die Mittelachse L1 ausgebildete Spule 12, sowie einen konzentrisch zur Mittelachse L1 ausgebildeten Anker 14 mit einem konzentrisch zur Mittelachse L1 angeordneten Betätigungsstift 16. Der Anker 14 ist parallel zu einer Stirnseite 18, 19 der Spule 12 beabstandet angeordnet. Der Anker 14 ist relativ zu der Spule 12 um die Achse L1 drehbar und in der Achse L1 verschiebbar angeordnet. Dabei wird der Anker 14 bei Bestromung der Spule 12 je nach Stromrichtung von der Spule 12 angezogen oder abgestoßen. Der Betätigungsstift 16 ist ausgebildet, bestimmungsgemäß einen Kolben 52 eines Hydraulikventils 50 eines Nockenwellenverstellers 100 zu betätigen. Der Betätigungsstift 16 ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel auf einer von der Spule 12 abgewandten Seite des Ankers 14 angeordnet. Der Anker 14 und/oder der Betätigungsstift 16 ist aus einem hartmagnetischen Werkstoff ausgebildet, sodass Anker 14 und/oder Betätigungsstift 16 aufmagnetisiert werden können und als Permanentmagnet von dem bei Bestromung der Spule erzeugten Magnetfeld je nach Bestromungsrichtung der Spule angezogen oder abgestoßen werden können. Da der Betätigungsstift 16 einen Kolben 52 eines Hydraulikventils 50 betätigen soll, ist zweckmäßig, wenn bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Anker 14 von der Spule 12 abgestoßen wird und so der Betätigungsstift 16 in der Mittelachse L1 verschoben wird und einen Kolben 52 betätigen kann. 1 shows a section through a schematic actuator 10 according to an embodiment of the invention, wherein the armature 14 and actuating pin 16 on one side of the coil 12 are arranged. The electromagnetic actuator 10 in particular for actuating a hydraulic valve 50 a camshaft adjuster 100 like in the 4 to 6 shown, has a central axis L1, and comprises a coil formed concentrically around the central axis L1 12 , and an anchor formed concentric with the central axis L1 14 with an actuating pin arranged concentrically to the central axis L1 16 , The anchor 14 is parallel to a front side 18 . 19 the coil 12 spaced apart. The anchor 14 is relative to the coil 12 rotatable about the axis L1 and slidably disposed in the axis L1. This is the anchor 14 when energizing the coil 12 depending on the current direction of the coil 12 attracted or repelled. The actuating pin 16 is designed, intended a piston 52 a hydraulic valve 50 a camshaft adjuster 100 to press. The actuating pin 16 is at the in 1 illustrated embodiment on one of the coil 12 opposite side of the anchor 14 arranged. The anchor 14 and / or the actuating pin 16 is made of a hard magnetic material, so that anchor 14 and / or actuating pin 16 can be magnetized and attracted or repelled as a permanent magnet of the magnetic field generated during energization of the coil depending on Bestromungsrichtung the coil. As the actuating pin 16 a piston 52 a hydraulic valve 50 is to operate, is useful if in the in 1 illustrated embodiment of the anchor 14 from the coil 12 is repelled and so the actuating pin 16 is moved in the central axis L1 and a piston 52 can operate.

Die Spule 12 ist in ein Aktuatorgehäuse 26 eingebettet, mit dem der Aktuator 10 auch geeignet an der Brennkraftmaschine montiert werden kann. The sink 12 is in an actuator housing 26 embedded with which the actuator 10 also suitable for the internal combustion engine can be mounted.

In 2 ist ein Schnitt durch einen schematischen Aktuator 10 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem der Betätigungsstift 16 im Inneren der Spule 12 angeordnet ist. Der Betätigungsstift 16 ist dabei auf einer der Spule 12 zugewandten Seite des Ankers 14 angeordnet und durch einen Innenbereich 20 der Spule 12 hindurchgeführt. Da der Betätigungsstift 16 einen Kolben 52 eines Hydraulikventils 50 betätigen soll, ist es zweckmäßig, wenn bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Anker 14 von der Spule 12 angezogen wird und so der Betätigungsstift 16 in der Mittelachse L1 verschoben wird und einen Kolben 52 betätigen kann. In 2 is a section through a schematic actuator 10 illustrated according to a further embodiment of the invention, wherein the actuating pin 16 inside the coil 12 is arranged. The actuating pin 16 is doing on one of the coil 12 facing side of the anchor 14 arranged and through an interior area 20 the coil 12 passed. As the actuating pin 16 a piston 52 a hydraulic valve 50 it is expedient, if at the in 2 illustrated embodiment of the anchor 14 from the coil 12 is attracted and so the actuating pin 16 is moved in the central axis L1 and a piston 52 can operate.

Alternativ dazu zeigt 3 einen Schnitt durch einen schematischen Aktuator 10 nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein hohlzylinderförmiger Ring 24 an einem Außenumfang 22 des Ankers 14 angeordnet ist. Der Anker 14 weist an einem Außenumfang 22 einen hohlzylinderförmig ausgebildeten Ring 24 auf, welcher in dem Innenbereich 20 der Spule 12 um die Achse L1 drehbar angeordnet ist. Der Ring 24 ist aus einem hartmagnetischen Werkstoff ausgebildet, sodass der Ring 24 aufmagnetisiert werden kann und als Permanentmagnet von dem bei Bestromung der Spule erzeugten Magnetfeld je nach Bestromungsrichtung der Spule angezogen oder abgestoßen werden kann. Da der Betätigungsstift 16 einen Kolben 52 eines Hydraulikventils 50 betätigen soll, ist es zweckmäßig, wenn bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Ring 24 von der Spule 12 abgestoßen wird und so der Betätigungsstift 16 in der Mittelachse L1 verschoben wird und einen Kolben 52 betätigen kann. Alternatively to this shows 3 a section through a schematic actuator 10 according to another embodiment of the invention, wherein a hollow cylindrical ring 24 on an outer circumference 22 of the anchor 14 is arranged. The anchor 14 points to an outer circumference 22 a hollow cylindrical ring 24 on which in the interior area 20 the coil 12 rotatable about the axis L1 is arranged. The ring 24 is made of a hard magnetic material, so that the ring 24 can be magnetized and attracted or repelled as a permanent magnet of the magnetic field generated during energization of the coil depending on Bestromungsrichtung the coil. As the actuating pin 16 a piston 52 a hydraulic valve 50 it is expedient, if at the in 3 illustrated embodiment of the ring 24 from the coil 12 is repelled and so the actuating pin 16 is moved in the central axis L1 and a piston 52 can operate.

4 zeigt einen Schnitt durch einen Nockenwellenversteller 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Aktuator 10 nach dem Ausführungsbeispiel aus 1. Der Nockenwellenversteller 100 einer Brennkraftmaschine mit einem elektromagnetischen Aktuator 10 umfasst ein hydraulisch betätigbares Stellergetriebe 54 in einem Gehäuse 56, sowie ein Hydraulikventil 50, welches zentral im Inneren des Stellergetriebes 54 in dem Gehäuse 56 angeordnet ist, und welches einen Verstellbereich des Stellergetriebes 54 steuert. Dabei ist ein an einem Anker 14 des Aktuators 10 konzentrisch zu einer Mittelachse L1 angeordneter Betätigungsstift 16 mit einem in einer Längsachse L2 verschiebbaren Kolben 52 des Hydraulikventils 50 verbunden. Der Aktuator 10 betätigt bei Bestromung mit dem Betätigungsstift 16 den Kolben 52. Eine Membran 58 dichtet einen Innenbereich 60 des Nockenwellenverstellers fluiddicht ab. Dabei ist der Betätigungsstift 16 fluiddicht durch die Membran 58 geführt. Auf diese Weise kann der Nockenwellenversteller 100 so betrieben werden, dass kein Hydraulikmedium austritt und so störende Leckagen entstehen oder der Motorraum durch austretendes Hydraulikmedium verschmutzt wird. Gerade Zahnriemen zum Antrieb des Nockenwellenverstellers 100 oder ähnliche Kunststoffkomponenten könnten durch ausgetretenes Hydraulikmedium degradiert werden, sodass ihre Lebensdauer signifikant beeinträchtigt würde. Auch ihre Funktion könnte durch die erhöhte Gleitfähigkeit des Hydraulikmediums gestört werden. 4 shows a section through a camshaft adjuster 100 according to an embodiment of the invention with an actuator 10 according to the embodiment 1 , The camshaft adjuster 100 an internal combustion engine with an electromagnetic actuator 10 includes a hydraulically actuated actuator gear 54 in a housing 56 , as well as a hydraulic valve 50 , which is centrally located inside the gearbox 54 in the case 56 is arranged, and which an adjustment of the actuator gear 54 controls. One is at an anchor 14 of the actuator 10 concentric with a central axis L1 arranged actuating pin 16 with a displaceable in a longitudinal axis L2 piston 52 of the hydraulic valve 50 connected. The actuator 10 operated when energized with the actuating pin 16 the piston 52 , A membrane 58 seals an interior area 60 of the camshaft adjuster fluid-tight. Here is the actuating pin 16 fluid-tight through the membrane 58 guided. In this way, the camshaft adjuster 100 be operated so that no hydraulic fluid leaks and so disturbing leaks occur or the engine compartment is polluted by escaping hydraulic fluid. Straight toothed belt for driving the camshaft adjuster 100 or similar plastic components could be degraded by leaked hydraulic medium, so that their life would be significantly impaired. Their function could also be disturbed by the increased lubricity of the hydraulic medium.

Der Anker 14 des Aktuators 10 ist mit dem Hydraulikventil 50 gemeinsam um die Längsachse L2 drehbar angeordnet. Das Hydraulikventil 50 ist als eine Zentralschraube 104 des Nockenwellenverstellers 100 ausgeführt. Die Zentralschraube 104 ihrerseits ist in der Nockenwelle 102 weitergeführt. Sowohl Zentralschraube 104 als auch Nockenwelle 102 sind mit einem Rotor des Nockenwellenverstellers 100 verbunden und drehen sich mit diesem synchron mit. The anchor 14 of the actuator 10 is with the hydraulic valve 50 together rotatably arranged about the longitudinal axis L2. The hydraulic valve 50 is as a central screw 104 of the camshaft adjuster 100 executed. The central screw 104 in turn is in the camshaft 102 continued. Both central screw 104 as well as camshaft 102 are with a rotor of the camshaft adjuster 100 connected and rotate in sync with this.

Die Spule 12 des Aktuators 10 ist mit einem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine verbunden, das aber in 4 nicht dargestellt ist. Der Spulenteil des Aktuators 10 ist demzufolge mechanisch entkoppelt von dem Anker 14. Da keine taktile Verbindung zwischen der Spule 12 des Aktuators 10 und dem Anker 14 besteht, tritt hier auch kein Verschleiß auf. Der Anker 14 kann so frei drehen. Bei Bestromung der Spule 12 wird der Anker 14 bei entsprechender Ausrichtung der Permanentmagnetisierung des Ankers 14 abgestoßen und drückt dadurch auf den Kolben 52 des Hydraulikventils 50, um eine gewünschte Schaltwirkung des Hydraulikventils 50 und damit einen Verstellvorgang des Nockenwellenverstellers 100 zu bewirken. The sink 12 of the actuator 10 is connected to a motor housing of the internal combustion engine, but in 4 not shown. The coil part of the actuator 10 is therefore mechanically decoupled from the anchor 14 , Because no tactile connection between the coil 12 of the actuator 10 and the anchor 14 exists, no wear occurs here. The anchor 14 can rotate so freely. When energizing the coil 12 becomes the anchor 14 with appropriate orientation of the permanent magnetization of the armature 14 repelled and thereby presses on the piston 52 of the hydraulic valve 50 to a desired switching action of the hydraulic valve 50 and thus an adjustment of the camshaft adjuster 100 to effect.

5 zeigt alternativ dazu einen Schnitt durch einen Nockenwellenversteller 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Aktuator 10 nach dem Ausführungsbeispiel aus 2. Der Betätigungsstift 16 ist dabei auf einer der Spule 12 zugewandten Seite des Ankers 14 angeordnet und durch den Innenbereich 20 der Spule 12 hindurchgeführt. Da der Betätigungsstift 16 den Kolben 52 des Hydraulikventils 50 betätigen soll, ist es zweckmäßig, wenn bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Anker 14 von der Spule 12 angezogen wird und so der Betätigungsstift 16 in der Mittelachse L1 verschoben wird und den Kolben 52 betätigen kann. 5 alternatively shows a section through a camshaft adjuster 100 according to an embodiment of the invention with an actuator 10 according to the embodiment 2 , The actuating pin 16 is doing on one of the coil 12 facing side of the anchor 14 arranged and through the interior 20 the coil 12 passed. As the actuating pin 16 the piston 52 of the hydraulic valve 50 it is expedient, if at the in 5 illustrated embodiment of the anchor 14 from the coil 12 is attracted and so the actuating pin 16 is moved in the central axis L1 and the piston 52 can operate.

In 6 ist als weitere Alternative ein Schnitt durch einen Nockenwellenversteller 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Aktuator 10 nach dem Ausführungsbeispiel aus 3 dargestellt. Der Anker 14 weist an einem Außenumfang 22 einen hohlzylinderförmig ausgebildeten Ring 24 auf, welcher in dem Innenbereich 20 der Spule 12 um die Achse L1 drehbar angeordnet ist. Der Ring 24 ist aus einem hartmagnetischen Werkstoff ausgebildet, sodass der Ring 24 aufmagnetisiert werden kann und als Permanentmagnet von dem bei Bestromung der Spule erzeugten Magnetfeld je nach Bestromungsrichtung der Spule angezogen oder abgestoßen werden kann. Da der Betätigungsstift 16 den Kolben 52 des Hydraulikventils 50 betätigen soll, ist es zweckmäßig, wenn bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Ring 24 von der Spule 12 abgestoßen wird und so der Betätigungsstift 16 in der Mittelachse L1 verschoben wird und den Kolben 52 betätigen kann. In 6 is another alternative, a section through a camshaft adjuster 100 according to an embodiment of the invention with an actuator 10 according to the embodiment 3 shown. The anchor 14 points to an outer circumference 22 a hollow cylindrical ring 24 on which in the interior area 20 the coil 12 is arranged rotatably about the axis L1. The ring 24 is made of a hard magnetic material, so that the ring 24 can be magnetized and attracted or repelled as a permanent magnet of the magnetic field generated during energization of the coil depending on Bestromungsrichtung the coil. As the actuating pin 16 the piston 52 of the hydraulic valve 50 it is expedient, if at the in 6 illustrated embodiment of the ring 24 from the coil 12 is repelled and so the actuating pin 16 is moved in the central axis L1 and the piston 52 can operate.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010060181 B4 [0002] DE 102010060181 B4 [0002]
  • DE 102013101737 A1 [0003] DE 102013101737 A1 [0003]

Claims (10)

Elektromagnetischer Aktuator (10) mit einer Mittelachse (L1), insbesondere zur Betätigung eines Hydraulikventils (50) eines Nockenwellenverstellers (100), umfassend – eine um die Mittelachse (L1) angeordnete elektrische Spule (12), – einen Anker (14) mit einem in axialer Richtung angeordneten Betätigungsstift (16), wobei der Anker (14) relativ zu der Spule (12) um die Achse (L1) drehbar und bei Bestromung der Spule (12) je nach Stromrichtung entlang der Achse (L1) auf oder ab verschiebbar ist. Electromagnetic actuator ( 10 ) with a central axis (L1), in particular for actuating a hydraulic valve ( 50 ) of a camshaft adjuster ( 100 ), comprising - an electrical coil arranged around the central axis (L1) ( 12 ), - an anchor ( 14 ) with an actuating pin arranged in the axial direction ( 16 ), the anchor ( 14 ) relative to the coil ( 12 ) rotatable about the axis (L1) and when energizing the coil ( 12 ) is displaceable up or down along the axis (L1) depending on the current direction. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 1, wobei der Betätigungsstift (16) auf einer von der Spule (12) abgewandten Seite des Ankers (14) angeordnet ist. Electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the actuating pin ( 16 ) on one of the coil ( 12 ) facing away from the armature ( 14 ) is arranged. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 1, wobei der Betätigungsstift (16) auf einer der Spule (12) zugewandten Seite des Ankers (14) angeordnet ist und durch einen Innenbereich (20) der Spule (12) hindurchgeführt ist. Electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the actuating pin ( 16 ) on one of the coil ( 12 ) facing side of the anchor ( 14 ) and by an interior area ( 20 ) of the coil ( 12 ) is passed. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 1, wobei der Anker (14) an einem Außenumfang (22) einen hohlzylinderförmig ausgebildeten Ring (24) aufweist, welcher in dem Innenbereich (20) der Spule (12) um die Achse (L1) drehbar angeordnet ist. Electromagnetic actuator according to claim 1, wherein the armature ( 14 ) on an outer circumference ( 22 ) a hollow cylindrical ring ( 24 ), which in the interior ( 20 ) of the coil ( 12 ) is rotatably disposed about the axis (L1). Elektromagnetischer Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Anker (14) und/oder der Betätigungsstift (16) aus einem magnetischen, insbesondere hartmagnetischen, Werkstoff ausgebildet ist. Electromagnetic actuator according to one of claims 1 to 3, wherein the armature ( 14 ) and / or the actuating pin ( 16 ) is formed of a magnetic, in particular hard magnetic, material. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 4, wobei der Ring (24) aus einem magnetischen, insbesondere hartmagnetischen Werkstoff ausgebildet ist. Electromagnetic actuator according to claim 4, wherein the ring ( 24 ) is formed of a magnetic, in particular hard magnetic material. Nockenwellenversteller (100) einer Brennkraftmaschine mit einem elektromagnetischen Aktuator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend – ein hydraulisch betätigbares Stelle rgetriebe (54) in einem Gehäuse (56), – ein Hydraulikventil (50), welches zentral im Inneren des Stellergetriebes (54) in dem Gehäuse (56) angeordnet ist, welches einen Verstellbereich des Stellergetriebes (54) steuert, wobei ein an einem Anker (14) des Aktuators (10) in einer Mittelachse (L1) angeordneter Betätigungsstift (16) mit einem in einer Längsachse (L2) verschiebbaren Kolben (52) des Hydraulikventils (50) verbunden ist und wobei der Aktuator (10) bei Bestromung mit dem Betätigungsstift (16) den Kolben (52) betätigt. Camshaft adjuster ( 100 ) an internal combustion engine with an electromagnetic actuator ( 10 ) according to one of the preceding claims, comprising - a hydraulically actuable position gearing ( 54 ) in a housing ( 56 ), - a hydraulic valve ( 50 ), which centrally in the interior of the gearbox ( 54 ) in the housing ( 56 ) is arranged, which an adjustment range of the actuator gear ( 54 ), one at an anchor ( 14 ) of the actuator ( 10 ) in a central axis (L1) arranged actuating pin ( 16 ) with a in a longitudinal axis (L2) displaceable piston ( 52 ) of the hydraulic valve ( 50 ) and wherein the actuator ( 10 ) when energized with the actuating pin ( 16 ) the piston ( 52 ). Nockenwellenversteller nach Anspruch 7, wobei eine Membran (58) einen Innenbereich (60) des Nockenwellenverstellers fluiddicht abdichtet und wobei der Betätigungsstift (16) fluiddicht durch die Membran (58) geführt ist. Camshaft adjuster according to claim 7, wherein a diaphragm ( 58 ) an interior area ( 60 ) of the camshaft adjuster fluid-tight seals and wherein the actuating pin ( 16 ) fluid-tight through the membrane ( 58 ) is guided. Nockenwellenversteller nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Anker (14) des Aktuators (10) mit dem Hydraulikventil (50) gemeinsam um die Längsachse (L2) drehbar angeordnet ist. Camshaft adjuster according to claim 7 or 8, wherein the armature ( 14 ) of the actuator ( 10 ) with the hydraulic valve ( 50 ) is arranged rotatably together about the longitudinal axis (L2). Nockenwellenversteller nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei eine Spule (12) des Aktuators (10) mit einem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine verbunden ist. Camshaft adjuster according to one of claims 7 to 9, wherein a coil ( 12 ) of the actuator ( 10 ) is connected to a motor housing of the internal combustion engine.
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