DE102015102066A1 - Zentralaktuator für einen Schwenkmotorversteller einer Nockenwelle - Google Patents

Zentralaktuator für einen Schwenkmotorversteller einer Nockenwelle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zentralaktuator 10, 10‘, 10‘‘, insbesondere für ein Magnetventil eines Schwenkmotornockenwellenverstellers, umfassend ein Gehäuse 46, das den Zentralaktuator 10, 10‘, 10‘‘ umschließt, ein Polrohr 12 und einen Polkern 14, welche innerhalb mindestens einer ein Magnetfeld erzeugenden Spule 52 angeordnet sind, sowie einen Betätigungsstößel 20, 20‘, 20‘‘, der an einem Anker 28, 28‘, 28‘‘ angeordnet ist, welcher in einem Ankerraum 60 in axialen Richtung L verschiebbar ausgeführt. Erfindungsgemäß ist ein Abschlusselement 18 zum Verschließen des Ankerraums 60 vorgesehen, welches wenigstens einen Polkerneinsatz 22 mit einer zentralen Bohrung 24 und eine in der zentralen Bohrung 24 des Polkerneinsatzes 22 angeordnete Lagerbuchse 26 umfasst, wobei der Betätigungsstößel 20, 20‘, 20‘‘ in der Lagerbuchse 26 axial verschiebbar gelagert ist und wobei das Abschlusselement 18 ferner einen Abschlussdeckel 42 umfasst und als vormontierbare Einheit vorgesehen ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Zentralaktuator, insbesondere für ein Magnetventil eines Schwenkmotornockenwellenverstellers einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 10 2005 049 663 A1 ist ein Elektromagnet mit einem zylinderförmigen hohlen Magnetkörper bekannt, der ein Joch, einen Polkern mit einem kennlinienbeeinflussenden Ankergegenstück und ein Gehäuse aufweist, sowie eine zylindrische Spule und einen zylindrischen Anker mit Führungsstange und Ankerkolben, der zum Pol verschieblich angeordnet ist.
  • Bei dem Elektromagneten ist der Ankerkolben in einem Lagerrohr oder einer Lagerhülse axial verschiebbar gelagert, wobei das Lagerrohr oder die Lagerhülse an einem Ende innerhalb des Polkerns oder innerhalb des Ankergegenstückes des Polkernes endet und an einem anderen Ende bis über das Joch, insbesondere bis an die dortige Querwand des Gehäuses reicht, sowie an diesem Ende im Falle der Ausbildung als Lagerhülse den Hülsenboden aufweist. Der Polkern bzw. sein Ankergegenstück, welches von der Führungsstange durchragt wird, verschließt das Gehäuse.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstig zu fertigenden und einfach montierbaren Zentralaktuator, insbesondere für ein Magnetventil eines Schwenkmotornockenwellenverstellers, zu schaffen.
  • Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs.
  • Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
  • Es wird ein Zentralaktuator vorgeschlagen, insbesondere für ein Magnetventil eines Schwenkmotornockenwellenverstellers, der ein Gehäuse umfasst, das den Zentralaktuator umschließt. Weiter umfasst der Zentralaktuator ein Polrohr und einen Polkern, welche innerhalb mindestens einer ein Magnetfeld erzeugenden Spule angeordnet sind, sowie einen Betätigungsstößel, der an einem Anker angeordnet ist, welcher in einem Ankerraum in axialen Richtung verschiebbar ausgeführt.
  • Erfindungsgemäß ist ein Abschlusselement zum Verschließen des Ankerraums vorgesehen ist, welches wenigstens einen Polkerneinsatz mit einer zentralen Bohrung und eine in der zentralen Bohrung des Polkerneinsatzes angeordnete Lagerbuchse umfasst, wobei der Betätigungsstößel in der Lagerbuchse axial verschiebbar gelagert ist und wobei das Abschlusselement ferner einen Abschlussdeckel umfasst und als vormontierbare Einheit vorgesehen ist.
  • Die vormontierbare Einheit erlaubt eine einfache Montage bei einer gleichzeitigen axialen Fixierung des Polkerneinsatzes.
  • Der Betätigungsstößel ist zudem sicher in der Lagerbuchse geführt, so dass auch eine Führung des Ankers, an welchem der Betätigungsstößel angeordnet ist, gewährleistet ist.
  • Vorzugsweise weist der Abschlussdeckel eine zentrale Bohrung auf, in welcher die Lagerbuchse angeordnet ist, wodurch die Einheit einfach positionierbar ist.
  • Zweckmäßigerweise ist die Lagerbuchse mit einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt und der Abschlussdeckel und der Polkerneinsatz sind als Einlegeteile vorgesehen, welche im Bereich ihrer zentralen Bohrungen von dem Werkstoff der Lagerbuchse umspritzt vorgesehen sind. Das Kunststoffspritzgussverfahren stellt ein einfaches und sehr kostengünstiges Fertigungsverfahren dar, wodurch es möglich ist, das Abschlusselement einfach und kostengünstig herzustellen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist die Lagerbuchse in axialer Richtung angeordnete Ausnehmungen zum Druckausgleich zwischen Ankerraum und Außenraum des Zentralaktuators auf.
  • Der Druckausgleich stellt einen Volumenausgleich des eingeschlossenen Hydraulikfluids oder der eingeschlossenen Luft zwischen dem Ankerraum und einem Außenraum des Zentralaktuators sicher. Ein solcher Druckausgleich ist sowohl bei trockenem Betrieb, also luftgefülltem Ankerraum, also auch bei Betrieb mit Hydraulikfluid im Ankerraum von Bedeutung. Auch wenn Hydraulikfluid aus dem Bereich außerhalb des Polrohrs herausgehalten werden muss, so ist dieses Hydraulikfluid innerhalb des Polrohrs doch von großem Vorteil, da es einen Druckausgleich auf beiden Seiten des Ankers schaffen kann. Ebenso ist die Schmierwirkung des Hydraulikfluids von Vorteil, so dass hierdurch eine Reduzierung von Reibung und Verschleiß erzielt wird.
  • Dazu sind in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung Ausnehmungen in der Lagerbuchse vorhanden, die das Hydraulikfluid vom hydraulischen Teil eines Magnetventils zum elektromagnetischen Teil des Magnetventils, also dem Zentralaktuator, derart hindurch führen, dass das Abschlusselement beidseitig mit dem gleichen Hydraulikdruck beaufschlagt ist. Denkbar ist es jedoch auch, die Ausnehmungen im Polkerneinsatz und im Abschlussdeckel anzuordnen.
  • Die Lagerbuchse weist auf ihrer dem Anker zugewandten Seite vorzugsweise einen Bund als Anschlag des Ankers bei seiner axialen Bewegung auf. Ein solcher fester Anschlag hält die Stirnseite des Ankers auf einem gewissen Abstand von dem scheibenförmig ausgeführten Polkerneinsatz und verhindert so ein Festkleben des Ankers mit der Stirnseite des Ankers an dem Polkerneinsatz. Ein Kleben würde das Bewegungsverhaltens des Ankers verändern und die zum Betrieb des Ankers nötigen Magnetkräfte signifikant beeinflussen, sodass das gesamte dynamische Verhalten des Zentralaktuators dadurch geändert wäre. Deshalb kann ein solcher Bund als Antiklebscheibe das dynamische Verhalten sowie den Energieverbrauch eines Zentralaktuators, der mit Magnetkräften betrieben wird, positiv beeinflussen.
  • Vorteilhaft kann der Betätigungsstößel in eine zentrale Bohrung des Ankers einpressbar sein. Anker und Betätigungsstößel werden üblicherweise aus verschiedenen Werkstoffen gefertigt. Der Anker wird bevorzugt aus Weicheisen ausgebildet, während der Betätigungsstößel beispielsweise aus Buntmetall hergestellt wird, um auch die nötigen Werkstoffeigenschaften wie Härte für das Betreiben eines Magnetventils aufzuweisen. Der Anker jedoch muss im Wesentlichen die richtigen magnetischen Eigenschaften zum Betreiben im Magnetkreis der Spule aufweisen. Deshalb kann der Anker beispielsweise mit einer Bohrung versehen sein, in welche der Betätigungsstößel eingesetzt werden kann, wobei er bevorzugt eingepresst werden kann, was eine kostengünstige und dauerhafte Verbindung zwischen Anker und Betätigungsstößel herstellt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann der Betätigungsstößel zum Druckausgleich zwischen einer Vorder- und einer Rückseite des Ankers zwischen dem Anker und der Lagerbuchse ein oder mehrere Querbohrungen aufweisen, welche in eine zentrale, in die Bohrung des Ankers führende Längsbohrung münden.
  • Eine andere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht dagegen vor, dass der Betätigungsstößel Abflachungen aufweist, welche sich auf beiden Seiten über einen Einpressbereich der Bohrung hinaus erstrecken, und die Bohrung gestuft ausgebildet ist und einen im Bereich der Abflachungen beginnenden, vergrößerten Innendurchmesser aufweist. Die Abflachungen und der vergrößerte Innendurchmesser können einfach und kostengünstig hergestellt werden, so dass der Volumen- und Druckausgleich in einfacher und kostengünstiger Weise sichergestellt werden kann.
  • Alternativ können der Betätigungsstößel und der Anker einteilig vorgesehen sei, wodurch sich durch den Entfall der Bohrung zur Aufnahme des Stößels eine hohe Magnetkraft bei kompakter Bauform ergibt. Ferner kann hierdurch die Koaxialität der beiden Bestandteile verbessert werden. Der Anker kann in dieser Ausführungsform kostengünstig aus einem Automatenstahl hergestellt sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Anker in einer nichtmagnetischen Hülse in der auf den Polkerneinsatz weisenden axialen Richtung verschiebbar ausgeführt sein.
  • Wenn diese Hülse einen auf den gesamten vom Anker überfahrenden Arbeitsbereich durchgehenden Innendurchmesser aufweist, kann der Anker über dessen gesamte Länge geführt werden und es ist sichergestellt, dass der Anker sich nicht schräg stellen kann, was ansonsten zu hohen magnetischen Radialkräften auf den Anker und damit zu einer hohen Reibung gegenüber dem Polrohr führen würde.
  • Sind das Polrohr und der Polkern einteilig ausgeführt und ist der Anker hierin in der auf den Polkerneinsatz weisenden axialen Richtung verschiebbar ausgeführt, kann gemäß einer alternativen Ausführungsform ebenfalls eine Führung des Ankers sichergestellt werden.
  • Vorzugsweise weist der Anker an einem dem Abschlusselement zugewandten Ende als Führungsfläche einen Durchmesserabsatz zur Führung im Ankerraum auf. Mit der Lagerung des Betätigungsstößels in der Lagerbuchse als zweite Lagerstelle erlaubt diese Zweipunktlagerung mit großem Lagerabstand eine gute Führung des Ankers, da kleine Koaxialfehler von einem Außendurchmesser des Polkerneinsatzes zu einem Innendurchmesser der Lagerbuchse sowie von einem Ankeraußendurchmesser und einem Stößelaußendurchmesser ausgeglichen werden können.
  • Die Führungsfläche des Ankers kann gemäß einem Ausführungsbeispiel polygonal ausgebildet sein und umlaufend gleichmäßig verteilte Abflachungen zum Druckausgleich zwischen einer Vorder- und einer Rückseite des Ankers aufweisen.
  • Eine besonders kostengünstige alternative Ausführungsform sieht vor, die Führungsfläche des Ankers als zylindrischer Durchmesserabsatz mit einem vergrößerten Außendurchmesser vorzusehen.
  • Vorteilhaft kann das Gehäuse mit einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt sein. Auf diese Weise ist es in kostengünstiger Weise möglich, das Gehäuse des Zentralaktuators aus Spritzgusskunststoff zu fertigen, sofern die verschiedenen Komponenten des Poljochs beim Spritzgussverfahren eingelegt sind, die den geschlossenen Magnetfluss gewährleisten. Den Abschluss des Gehäuses gegen einen Außenraum des Zentralaktuators bildet der Abschlussdeckel, welcher vorzugsweise mittels Ultraschallnieten an dem Gehäuse befestigt vorgesehen ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 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.
  • Es zeigen beispielhaft:
  • 1 einen Schnitt durch einen Zentralaktuator nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 einen Schnitt durch das Abschlusselement des Zentralaktuators gemäß 1;
  • 3 einen Schnitt durch einen Zentralaktuator nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 4 einen Anker des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 3;
  • 5 einen Schnitt durch einen Zentralaktuator nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
  • 6 eine vergrößerte Darstellung des Ankers mit eingepresstem Betätigungsstößel des dritten Ausführungsbeispiels gemäß 5.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
  • 1 zeigt einen Schnitt durch einen Zentralaktuator 10 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Zentralaktuator 10, der insbesondere für ein Magnetventil eines Schwenkmotornockenwellenverstellers geeignet ist, umfasst dabei ein Polrohr 12, das innerhalb einer zylinderförmig ausgebildeten, ein Magnetfeld erzeugenden Spule 52 angeordnet ist, sowie ein Gehäuse 46, welches den Zentralaktuator 10 umschließt. Das Gehäuse 46 ist mit einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt, so dass es in kostengünstiger Weise möglich ist, das Gehäuse 46 zu fertigen und gleichzeitig verschiedenen Komponenten eines Poljochs 50 beim Spritzgussverfahren einzulegen, die den geschlossenen Magnetfluss gewährleisten.
  • Weiter umfasst der Zentralaktuator 10 ein in 2 vergrößert dargestelltes Abschlusselement 18, welches das Gehäuse 46 abschließt, wobei das Abschlusselement 18 einen Polkerneinsatz 22 mit einer zentralen Bohrung 24 und eine in der zentralen Bohrung 24 des Polkerneinsatzes 22 angeordnete Lagerbuchse 26 umfasst. Ferner umfasst es einen Abschlussdeckel 42 und ist als vormontierbare Einheit vorgesehen.
  • Der Abschlussdeckel 42 ist beispielsweise mittels Ultraschallnieten an dem Gehäuse 46 befestigt vorgesehen. Dafür weist das Gehäuse 46 eine Ultraschallgeometrie in Form von mehreren Vorsprünge 62 auf, welche durch Bohrungen 64 des Abschlussdeckels 42 hindurchragen. Die Vorsprünge 62 werden durch das Ultraschallnieten schmelzverformt, so dass der Abschlussdeckel 42 sicher an dem Gehäuse 46 befestigt ist.
  • Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, weist auch der Abschlussdeckel 42 eine zentrale Bohrung 43 auf, in welcher die Lagerbuchse 26 angeordnet ist.
  • Zweckmäßigerweise ist dabei die Lagerbuchse 26 mit einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt und der Abschlussdeckel 42 und der Polkerneinsatz 22 sind als Einlegeteile vorgesehen, welche bei der Herstellung der Lagerbuchse 26 in das Spritzwerkzeug eingelegt und im Bereich ihrer zentralen Bohrungen 24, 43 von dem Werkstoff der Lagerbuchse umspritzt werden. Dadurch ist eine dauerhafte Abdichtung der Lagerbuchse 26 gegen den Polkerneinsatz 22 und den Abschlussdeckel 42 gegeben.
  • Ein Betätigungsstößel 20 ist an einem Anker 28 angeordnet, welcher innerhalb eines Ankerraums 60 in einer auf den Polkerneinsatz 22 weisenden axialen Richtung L verschiebbar ausgeführt ist, und ist in der Lagerbuchse 26 axial verschiebbar gelagert, während der Anker 28 in einer nichtmagnetischen Hülse 29 gelagert ist. Diese ist in dem Polrohr 12 und einem Polkern 14 gelagert. Wie ersichtlich erstreckt sich die Hülse 29 bis zu einem von dem Abschlussdeckel 42 verschlossenen Ende eines Ankerraumes 60 und weist einen auf den gesamten vom Anker 28 überfahrenden Arbeitsbereich durchgehenden Innendurchmesser auf, so dass dieser über seine gesamte Länge geführt werden kann. Zudem ist dadurch sichergestellt, dass der Anker 28 sich nicht schräg stellen kann, was ansonsten zu hohen magnetischen Radialkräften auf den Anker 28 und damit zu einer hohen Reibung gegenüber dem Polrohr 12 führen würde.
  • Die Abdichtung der Hülse 29 erfolgt mittels eines ringförmigen Dichtelementes 56, welches zwischen einem Bund 58 der Hülse 29 und dem Gehäuse 46 angeordnet ist und an dem Abschlussdeckel 42 und einem Teil des Poljochs 50 dichtend anliegt.
  • Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform können das Polrohr 12 und der Polkern 14 einteilig ausgeführt sein. Die Hülse 29 kann in diesem Fall entfallen und der Anker 28 ist hierin in der auf den Polkerneinsatz weisenden axialen Richtung verschiebbar ausgeführt.
  • Die Lagerbuchse 26 weist in axialer Richtung angeordnete Ausnehmungen 32 zum Druckausgleich zwischen Ankerraum 60 und Außenraum 54 des Zentralaktuators 10 auf. Der Druckausgleich stellt einen Volumenausgleich des eingeschlossenen Hydraulikfluids oder der eingeschlossenen Luft zwischen dem Ankerraum 60 und einem Außenraum des Zentralaktuators 10 sicher. Ein solcher Druckausgleich ist sowohl bei trockenem Betrieb, also luftgefülltem Ankerraum 60, also auch bei Betrieb mit Hydraulikfluid im Ankerraum 60 von Bedeutung.
  • Die Lagerbuchse 26 weist auf ihrer dem Anker 28 zugewandten Seite einen Bund 40 als Anschlag des Ankers 28 bei seiner axialen Bewegung auf. Ein solcher fester Anschlag hält die Stirnseite des Ankers 28 auf einem gewissen Abstand von dem scheibenförmig ausgeführten Polkerneinsatz 22 und verhindert so ein Festkleben des Ankers 28 mit der Stirnseite des Ankers 28 an dem Polkerneinsatz 22. Ein Kleben würde das Bewegungsverhaltens des Ankers 28 verändern und die zum Betrieb des Ankers 28 nötigen Magnetkräfte signifikant beeinflussen, sodass das gesamte dynamische Verhalten des Zentralaktuators 10 dadurch geändert wäre. Deshalb kann ein solcher Bund 40 als Antiklebscheibe das dynamische Verhalten sowie den Energieverbrauch eines Zentralaktuators 10, der mit Magnetkräften betrieben wird, positiv beeinflussen.
  • Der Betätigungsstößel 20 ist in eine zentrale Bohrung 30 des Ankers 28 einpressbar. Wenn der Betätigungsstößel 20 aus einem anderen Werkstoff als der Anker 28 ausgeführt ist, stellt dies eine günstige Lösung der Verbindung beider Bauteile dar.
  • Das Poljoch 50, das aus mehreren Platten und/oder Rohren gebildet sein kann, umschließt die Spule 52 auf ihren Außenseiten, wodurch die Spule 52 möglichst vollständig von magnetischem Werkstoff umgeben, da im Inneren der Spule 52 das Polrohr 12 ausgebildet ist. Dadurch wird der von der Spule 52 erzeugte Magnetfluss möglichst günstig auf den Volumenbereich, in dem sich der Anker 28 bewegen kann, konzentriert.
  • Ein Druckausgleich zwischen einer Vorder- und einer Rückseite des Ankers 28 wird dadurch ermöglicht, dass der Betätigungsstößel 20 zwischen dem Anker 28 und der Lagerbuches 26 ein oder mehrere Querbohrungen 71 aufweist, welche in eine zentrale, in die Bohrung 30 des Ankers 28 führende Längsbohrung 72 münden, so dass der Anker 28 beidseitig mit dem gleichen Hydraulikdruck beaufschlagt ist.
  • Der Anker 28 kann ferner mittels einer Zweipunktlagerung gelagert sein, wie zu einem nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
  • 3 zeigt einen Schnitt durch einen Zentralaktuator 10‘ nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses unterscheidet sich zum ersten Ausführungsbeispiel lediglich darin, dass der Anker 28‘ und der Betätigungsstößel 20‘ einteilig hergestellt sind. Die beiden in 4 dargestellten Bauteile sind dabei aus demselben Werkstoff ausgebildet und der Betätigungsstößel 20‘ kann wie auch der Anker 28‘ aus einem weichmagnetischen Werkstoff gebildet sein. Damit lässt sich ein möglichst kompakter Zentralaktuator 10‘ aufbauen.
  • Eine Führungsfläche 66 an einem dem Abschlusselement 18 abgewandten Ende des Ankers 28‘ ist als Durchmesserabsatz 75 polygonal ausgebildet und weist umlaufend gleichmäßig verteilte Abflachungen 68 auf, durch welche ein Druckausgleich zwischen der Vorder- und der Rückseite des Ankers 28‘ ermöglicht wird. Der als Führungsfläche 66 dienende Durchmesserabsatz 75 bildet eine erste Lagerstelle des Ankers 28‘. Als zweite Lagerstelle des Ankers 28‘ dient die Lagerung des Betätigungsstiftes 20‘ in einer gestuften Ausnehmung 70 der Lagerbuchse 26, welche insbesondere in 2 ersichtlich ist. Diese Zweipunktlagerung mit großem Lagerabstand erlaubt eine gute Führung des Ankers 28‘, da kleine Koaxialfehler von einem Außendurchmesser des Polkerneinsatzes 22 zu einem Innendurchmesser der Lagerbuchse 26 sowie von einem Ankeraußendurchmesser und einem Stößelaußendurchmesser ausgeglichen werden können.
  • Den 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zu entnehmen, welches sich zum ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen durch die Ausgestaltung des Druckausgleichs zwischen der Vorder- und der Rückseite des Ankers 28‘‘ unterscheidet.
  • Wie auch zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, ist der Betätigungsstößel 20‘‘ in eine zentrale Bohrung 30‘‘ des Ankers 28‘‘ eingepresst. Im Unterschied hierzu weist der im Wesentlichen zylindrische Betätigungsstößel 20‘‘ im Einpressbereich Abflachungen 73 auf, welche beispielsweise gefräst oder schlaggedreht ausgebildet sind, um einen Volumen- bzw. Druckausgleich zwischen der Vorder- und der Rückseite des Ankers 28‘‘ darzustellen. Das gezeigte Ausführungsbeispiel weist exemplarisch drei am Umfang verteilte Abflachungen 73 auf.
  • Wie insbesondere aus 6 ersichtlich ist, welche den Anker 28‘‘ mit dem eingepressten Betätigungsstößel 20‘‘ in vergrößerter Darstellung im Schnitt zeigt, erstrecken sich die Abflachungen 73 auf beiden Seiten über den Einpressbereich der Bohrung 30‘‘ hinaus. Um den Betätigungsstößels 20‘‘ spitzenlos auszugestalten und damit eine kostengünstige Herstellung zu ermöglichen, erstrecken sich die Abflachungen 73 nicht bis zu einem Ende 74 des Betätigungsstößels 20‘‘. Die Bohrung 30‘‘ ist gestuft ausgebildet und weist einen im Bereich der Abflachungen 73 beginnenden vergrößerten Innendurchmesser auf, um einen Volumenausgleich über die Abflachungen 73 und dem Ende 74 zu ermöglichen. Hierdurch können Axialbohrungen im Anker 28‘‘ oder Längsabflachungen an der Außenseite des Ankers 28‘‘ entfallen, welche kostenintensiv am Anker vorgesehen werden müssen und sich zudem negativ auf die Magnetkraft auswirken.
  • Um die vorstehend beschriebene, vorteilhafte Zweipunktlagerung vorzusehen, weist der Anker 28‘‘ in einem Endbereich einen zylindrischen Durchmesserabsatz 75‘‘ auf, welcher mit einem vergrößerten Außendurchmesser die Führungsfläche 66‘‘ bildet.
  • Bezugszeichenliste
  • 10, 10‘, 10‘‘
    Zentralaktuator
    12
    Polrohr
    14
    Polkern
    18
    Abschlusselement
    20, 20‘, 20‘‘
    Betätigungsstößel
    22
    Polkerneinsatz
    24
    Bohrung
    26
    Lagerbuchse
    28, 28‘, 28‘‘
    Anker
    29
    Hülse
    30, 30‘‘
    Bohrung
    32
    Ausnehmung
    40
    Bund
    42
    Abschlussdeckel
    43
    Bohrung
    46
    Gehäuse
    50
    Poljoch
    52
    Spule
    54
    Außenraum
    56
    Dichtelement
    58
    Bund
    60
    Ankerraum
    62
    Vorsprung
    64
    Bohrung
    66, 60‘‘
    Führungsfläche
    68
    Abflachungen
    70
    Ausnehmung
    71
    Querbohrung
    72
    Längsbohrung
    73
    Abflachung
    74
    Ende
    75, 75‘‘
    Durchmesserabsatz
    L
    Richtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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Claims (17)

  1. Zentralaktuator (10, 10‘, 10‘‘), insbesondere für ein Magnetventil eines Schwenkmotornockenwellenverstellers, umfassend ein Gehäuse (46), das den Zentralaktuator (10, 10‘, 10‘‘) umschließt, ein Polrohr (12) und einen Polkern (14), welche innerhalb mindestens einer ein Magnetfeld erzeugenden Spule (52) angeordnet sind, sowie einen Betätigungsstößel (20, 20‘, 20‘‘), der an einem Anker (28, 28‘, 28‘‘) angeordnet ist, welcher in einem Ankerraum (60) in axialen Richtung (L) verschiebbar ausgeführt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschlusselement (18) zum Verschließen des Ankerraums (60) vorgesehen ist, welches wenigstens einen Polkerneinsatz (22) mit einer zentralen Bohrung (24) und eine in der zentralen Bohrung (24) des Polkerneinsatzes (22) angeordnete Lagerbuchse (26) umfasst, wobei der Betätigungsstößel (20, 20‘, 20‘‘) in der Lagerbuchse (26) axial verschiebbar gelagert ist und wobei das Abschlusselement (18) ferner einen Abschlussdeckel (42) umfasst und als vormontierbare Einheit vorgesehen ist.
  2. Zentralaktuator (10, 10‘, 10‘‘) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlussdeckel (42) eine zentrale Bohrung (43) aufweist, in welcher die Lagerbuchse (26) angeordnet ist.
  3. Zentralaktuator (10, 10‘, 10‘‘) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (26) mit einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt ist und der Abschlussdeckel (42) und der Polkerneinsatz (22) als Einlegeteile vorgesehen sind, welche im Bereich ihrer zentralen Bohrungen (24, 43) von dem Werkstoff der Lagerbuchse (26) umspritzt vorgesehen sind.
  4. Zentralaktuator (10, 10‘, 10‘‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (26) in axialer Richtung (L) angeordnete Ausnehmungen (32) zum Druckausgleich zwischen Ankerraum (60) und Außenraum (54) des Zentralaktuators aufweist.
  5. Zentralaktuator (10, 10‘, 10‘‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (26) auf ihrer dem Anker (28) zugewandten Seite einen Bund (40) als Anschlag des Ankers (28, 28‘, 28‘‘) bei seiner axialen Bewegung aufweist.
  6. Zentralaktuator (10, 10‘‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstößel (20, 20‘‘) in eine zentrale Bohrung (30, 30‘‘) des Ankers (28, 28‘‘) einpressbar ist.
  7. Zentralaktuator (10, 10‘‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstößel (20, 20‘‘) aus einem weichmagnetischen Werkstoff gebildet ist.
  8. Zentralaktuator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstößel (20) zum Druckausgleich zwischen einer Vorder- und einer Rückseite des Ankers (28) zwischen dem Anker (28) und der Lagerbuchse (26) ein oder mehrere Querbohrungen (71) aufweist, welche in eine zentrale, in die Bohrung (30) des Ankers (28) führende Längsbohrung (72) münden.
  9. Zentralaktuator (10‘‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstößel (20‘‘) Abflachungen (73) aufweist, welche sich auf beiden Seiten über einen Einpressbereich der Bohrung (30‘‘) hinaus erstrecken, und die Bohrung (30‘‘) gestuft ausgebildet ist und einen im Bereich der Abflachungen (73) beginnenden, vergrößerten Innendurchmesser aufweist.
  10. Zentralaktuator (10‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstößel (20‘) und der Anker (28‘) einteilig vorgesehen sind.
  11. Zentralaktuator (10, 10‘, 10‘‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anker (28, 28‘, 28‘‘) in einer nichtmagnetischen Hülse (29) in der auf den Polkerneinsatz (22) weisenden axialen Richtung (L) verschiebbar ausgeführt.
  12. Zentralaktuator (10, 10‘, 10‘‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (12) und der Polkern (14) einteilig ausgeführt sind und der Anker (28, 28‘, 28‘‘) hierin in der auf den Polkerneinsatz (22) weisenden axialen Richtung (L) verschiebbar ausgeführt ist.
  13. Zentralaktuator (10‘, 10‘‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (28‘, 28‘‘) an einem dem Abschlusselement (18) zugewandten Ende als Führungsfläche (66, 66‘‘) einen Durchmesserabsatz (75, 75‘‘) zur Führung im Ankerraum (60) aufweist.
  14. Zentralaktuator (10‘) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (66) des Ankers (28‘) polygonal ausgebildet ist und umlaufend gleichmäßig verteilte Abflachungen (68) zum Druckausgleich zwischen einer Vorder- und einer Rückseite des Ankers (28‘) aufweist.
  15. Zentralaktuator (10‘‘) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (66‘‘) des Ankers (28‘‘) als zylindrischer Durchmesserabsatz (75‘‘) mit einem vergrößertem Außendurchmesser vorgesehen ist.
  16. Zentralaktuator (10, 10‘, 10‘‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (46) mit einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt ist.
  17. Zentralaktuator (10, 10‘, 10‘‘) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlussdeckel (42) mittels Ultraschallnieten an dem Gehäuse (46) befestigt vorgesehen ist.
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