DE102018109751A1

DE102018109751A1 - Aktuator für einen Schwenkmotorversteller und Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle

Info

Publication number: DE102018109751A1
Application number: DE102018109751.4A
Authority: DE
Inventors: Daniel Stanhope; Brent Brower
Original assignee: Eco Holding 1 GmbH
Current assignee: Eco Holding 1 GmbH
Priority date: 2017-06-20
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2018-12-27
Also published as: US20180363515A1; US10612430B2; US20180363514A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktuator für einen Schwenkmotorversteller, wobei der Schwenkmotorversteller ein Hydraulikventil aufweist, das mit Hilfe des Aktuators (10) verstellbar ausgebildet ist, und wobei der Aktuator (10) an einem Gehäuseabschnitt eines den Schwenkmotorversteller aufnehmenden Aggregates aufnehmbar ausgebildet ist, und wobei der Aktuator (10) ein Halteelement (20) und ein Gehäuse (16) mit funktionsrelevanten Bauteilen (12, 22, 24) aufweist, wobei er mit Hilfe des Halteelementes (20) am Gehäuseabschnitt befestigt ist, wobei das Halteelement (20) unabhängig vom Gehäuse (16) ausgebildet ist.Erfindungsgemäß ist zur gesicherten Positionierung des Aktuators (10) am Gehäuseabschnitt ein Abschnitt des Halteelementes (20) den Aktuator (10) in Richtung dessen axialer Erstreckung gegen den Gehäuseabschnitt abstützend ausgebildet, wobei zumindest teilweise ein Gehäusedeckel (26) des Gehäuses (16) zwischen dem Abschnitt des Halteelements (20) und dem Gehäuseabschnitt angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle.

Description

Die Erfindung betrifft einen Aktuator für einen Schwenkmotorversteller nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle gemäß Patentanspruch 15.
Schwenkmotorenversteller von Nockenwellen für Verbrennungsmotoren sind wohlbekannt. Der Schwenkmotorversteller umfasst ein Hydraulikventil mit einem in einem Gehäuse des Hydraulikventils axial bewegbaren Kolben, mit dessen Hilfe eine hydraulische Beaufschlagung des Schwenkmotorverstellers geregelt wird. Die Regelung des Schwenkmotorverstellers erfolgt hydraulisch mit Hilfe der Positionierung des Kolbens und einer entsprechenden Freigabe oder einem Verschließen von am Gehäuse ausgebildeten Anschlüssen. Der Kolben wird mit Hilfe eines elektromagnetischen Aktuators positioniert.
Funktionsspezifische Komponenten des Aktuators, wie insbesondere ein Stempel zur Bewegung des Kolbens und Bauteile zur Herbeiführung eines magnetischen Feldes zur Bewegung des Stempels, sind in einem Gehäuse des Aktuators aufgenommen. Üblicherweise ist das Gehäuse verbrennungsmotorenspezifisch zur Aufnahme an einem Gehäuseabschnitt des Verbrennungsmotors ausgebildet, so dass eine Vielzahl von Gehäusen herzustellen sind, damit eine sichere Fixierung des Aktuators an einem, üblicherweise dem Verbrennungsmotor zuzuordnenden Gehäuseabschnitt ermöglicht wird.
So geht bspw. aus der Offenlegungsschrift DE 10 2013 013 659 A1 eine Verbindung des Aktuators mit einem Gehäuseabschnitt hervor, wobei zur Herstellung der Verbindung ein Halteelement ausgebildet ist, welches Stützelemente aufweist, und wobei das Halteelement zwischen einem Aktuatordeckel und dem Gehäuseabschnitt angeordnet ist. Da das Halteelement mit seinen Stützelementen zwischen einem Gehäusedeckel des Aktuators und dem Gehäuseabschnitt aufgenommen ist, benötigt der Gehäuseabschnitt eine speziell für das Halteelement ausgebildet Vertiefung, damit eine sichere Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Gehäuseabschnitt ermöglicht wird. Das bedeutet eine umfassende und damit aufwendige und teure Anpassung des Gehäuseabschnitts am Halteelement.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aktuator für einen Schwenkmotorversteller bereitzustellen, welcher betriebssicher und kostengünstig modular befestigbar ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines Schwenkmotorverstellers für eine Nockenwelle, mit dem sich eine betriebssichere Verstellung der Nockenwelle realisieren lässt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Aktuator für einen Schwenkmotorversteller mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Lösung der weiteren Aufgabe erfolgt durch einen Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßer Aktuator für einen Schwenkmotorversteller ist an einem Gehäuseabschnitt eines den Schwenkmotorversteller aufnehmenden Aggregates aufnehmbar ausgebildet. Der Schwenkmotorversteller weist ein Hydraulikventil auf, das mit Hilfe des Aktuators verstellbar ausgebildet ist. Der Aktuator weist ein Halteelement auf, mit dessen Hilfe er am Gehäuseabschnitt befestigt ist, wobei das Halteelement separat vom Aktuator ausgestaltet ist. Erfindungsgemäß ist zur gesicherten Positionierung des Aktuators am Gehäuseabschnitt ein Abschnitt des Halteelementes den Aktuator in Richtung dessen axialer Erstreckung gegen den Gehäuseabschnitt abstützend ausgebildet ist, wobei zumindest teilweise ein Gehäusedeckel des Aktuators zwischen dem Abschnitt des Halteelements und dem Gehäuseabschnitt angeordnet ist. Das bedeutet, dass mit Hilfe das Halteelementes der Aktuator gegen den Gehäuseabschnitt abgestützt ist, wobei insbesondere seine, bezogen auf seine Längsachse, axiale Position gesichert ist. Das heißt mit anderen Worten, dass ein funktionsrelevanter Abschnitt des Aktuators, welcher insbesondere ein Stellmittel zur Verstellung des Kolbens umfasst sowie eine Bewegungsmittel zur Herbeiführung einer Bewegung des Stellmittels, bspw. in Form einer Magnetanordnung und einer stromdurchfließbaren Spule zur Herbeiführung eines Magnetfeldes, getrennt vom gehäuseabschnittsspezifisch zu gestaltendem Halteelement hergestellt werden kann, wobei in einer Zusammenführung der beiden Bauteile der gehäusespezifische Aktuator ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist der Aktuator modular aufgebaut, da der funktionsrelevante Abschnitt getrennt von einem befestigungsrelevanten Abschnitt des Aktuators hergestellt werden kann.
Der Vorteil ist, das Halteelement gehäuseabschnittsspezifisch auszubilden, wobei jedoch der funktionsrelevante Abschnitt des Aktuators, welcher vom Gehäusedeckel umfasst ist, nicht zur fixierenden Befestigung am Gehäuseabschnitt ausgebildet sein muss. Dadurch kann der funktionsrelevante Abschnitt des Aktuators in einer hohen Stückzahl, da unabhängig vom Gehäuseabschnitt, produziert werden, und das den funktionsrelevanten Abschnitt des Aktuators am Gehäuseabschnitt fixierende Halteelement kann in einer kleineren Stückzahl gehäuseabschnittsspezifisch hergestellt werden.
Somit ist eine gesicherte, gehäuseabschnittsspezifische Verbindung realisiert, wobei der funktionsrelevante Abschnitt des Aktuators in hoher Stückzahl und somit kostengünstig hergestellt werden kann, wodurch sich der gesamte, modular aufgebaute Aktuator - der funktionsrelevante Abschnitt und das Halteelement - insgesamt kostengünstig herstellen lässt.
Die modulare Gestaltung weist den weiteren Vorteil einer flexiblen Montage auf, die bspw. ein schnelles Aufziehen des Halteelementes auf Prototypen oder Produktionsteile erlaubt.
Das Halteelement ist zur Fixierung am Gehäuseabschnitt ausgebildet und kann dazu Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme von Fixierungsmittel, bspw. Schrauben aufweisen. Ebenso kann es Fixierungsmittel in Form von Schnappelementen aufweisen oder kann mit Hilfe eines drehbaren Formschlusses, bspw. eines Bajonettverschlusses am Gehäuseabschnitt fixiert sein.
Eine bevorzugt gesicherte Fügung des funktionsrelevanten Abschnitts und des Halteelementes kann dadurch herbeigeführt werden, dass über einen Umfang des Aktuators der Gehäusedeckel und das Halteelement alternierend als eine vom Gehäuseabschnitt abgewandt ausgebildete äußerste Begrenzung ausgestaltet sind. Somit ist abwechselnd eine Abstützung des Gehäusedeckels und des Halteelementes gegen den Gehäuseabschnitt realisiert, wodurch sich sowohl das Halteelement als auch der Gehäusedeckel, und damit das Gehäuse, gegenseitig abstützen.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aktuators ist das Halteelement zumindest teilweise komplementär zum Gehäuse ausgeführt, wodurch sich eine weitere sichere Aufnahme des Halteelementes am Gehäusedeckel und vice versa ergibt.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aktuators ist das Halteelement das Gehäuse im Wesentlichen über dessen Umfang, insbesondere über dessen Mantelfläche, umfassend ausgebildet ist. Der Vorteil ist einen in axialer Richtung der Aktuatorlängsachse flachen Aktuator bereitzustellen, wodurch der Aktuator sich durch einen geringen Bauraumbedarf ausgezeichnet ist.
Bevorzugt ist zur weiteren sicheren Befestigung des Aktautors am Gehäuseabschnitt das Halteelement den Aktuator formschlüssig aufnehmend ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aktuators ist ein Schnappelement am Gehäusedeckel, bevorzugt an einer Mantelfläche des Gehäuses ausgebildet, derart, dass eine Bewegung des Halteelements in axialer Richtung verhinderbar ausgebildet ist. Mit Hilfe des Schnappelementes ist eine sichere Verbindung zwischen dem funktionsrelevanten Abschnitt des Aktuators und dem Halteelement realisiert, damit während eines Einbaus des Aktuators am Gehäuseabschnitt der funktionsrelevante Abschnitt und das Halteelement in Form eines Bauteils erfasst und positioniert werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Halteelement ein am Gehäuse ausgebildetes Positionierungselement aufnehmbar ausgebildet, mit dessen Hilfe eine korrekte Positionierung des Halteelementes über den Gehäuseumfang möglich ist. Dies wiederum dient einer korrekten Positionierung des Aktuators am Gehäuseabschnitt.
Das Positionierungselement ist bevorzugt in Form einer Steckvorrichtung, insbesondere deren Anschlussbuchse realisiert, da die Steckvorrichtung zur Energieversorgung des Aktuators vorgesehen ist und am Gehäuseabschnitt entsprechende stromleitende Elemente vorgesehen sind, die mit der Steckvorrichtung zu verbinden sind. Das heißt mit anderen Worten, dass mit Hilfe des Positionierungselements eine bezogen auf den Umfang des Aktuators korrekte Positionierung des Aktuators am Gehäuseabschnitt herbeiführbar ist.
Die Positionssicherung kann ebenso dadurch realisiert werden, dass das Halteelement einen elektrischen Anschluss der Steckvorrichtung aufweist.
Kostengünstig ist das Halteelement aus in einem Spritzgussverfahren, insbesondere aus Kunststoff hergestellt.
Das Halteelement kann als den Gehäusedeckel vollständig bedeckendes Bauteil ausgeführt sein. Jedoch ist es für eine zuverlässige und betriebssichere Aufnahme des funktionsrelevanten Abschnitts hinreichend das Halteelement rahmenförmig auszuführen, wodurch neben einem kostenreduzierten Materialbedarf auch eine Gewichtsersparnis herbeigeführt ist.
Bevorzugt ist der Gehäuseabschnitt ein Abschnitt des Verbrennungsmotors, insbesondere eines Zylinderkopfes des Verbrennungsmotors, da somit kurze Abstände zwischen dem Aktuators und der zu verstellenden Nockenwelle ausgebildet werden können, wodurch sich eine Reaktionszeit, mit anderen Worten eine Verstellzeit verkürzen lässt.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle mit einem elektromagnetischen Aktuator. Erfindungsgemäß ist der Aktuator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet. Somit lässt sich ein betriebssicherer Schwenkmotorversteller realisieren, wodurch eine funktionssichere Verstellung der Steuerzeiten eines Verbrennungsmotors, welcher den erfindungsgemäßen Schwenkmotorversteller aufweist, ausgeführt ist. Da die Verstellung der Steuerzeiten Einfluss auf einen Kraftstoffverbrauch und demgemäß auf Emissionen des Verbrennungsmotors besitzt, kann somit ein verbrauchs- und emissionsreduzierter betriebssicherer Verbrennungsmotor herbeigeführt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist es möglich, dass die Elemente nicht in allen Figuren mit ihrem Bezugszeichen versehen sind, ohne jedoch ihre Zuordnung zu verlieren. Es zeigen:

1 in einer Draufsicht einen erfindungsgemäßen Aktuator in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 in einer perspektivischen Draufsicht den Aktuator gem. 1,
3 in einem Schnitt den Aktuator gem. 1,
4 in einer perspektivischen Unteransicht den Aktuator gem. 1 mit einem Halteelement,
5 in einer Seitenansicht den Aktuator gem. 4,
6 in einer Draufsicht den Aktuator gem. 4,
7 in einer perspektivischen Draufsicht das Halteelement des ersten Ausführungsbeispiels,
8 in einem Schnitt eine Detailansicht VIII des Aktuators mit dem Halteelement gem. 4,
9 in einer Draufsicht den erfindungsgemäßen Aktuator mit dem Halteelement in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
10 in einer perspektivischen Draufsicht den Aktuator mit dem Halteelement gem. 9,
11 in einer perspektivischen Unteransicht den Aktuator gem. 9,
12 in einer Draufsicht das Halteelement des zweiten Ausführungsbeispiels,
13 in einer Seitenansicht das Halteelement gem. 12,
14 in einer perspektivischen Draufsicht eine Detailansicht XIV des Aktuators gem. 9,
15 in einer Draufsicht den erfindungsgemäßen Aktuator in einem dritten Ausführungsbeispiel,
16 in einer Seitenansicht den Aktuator gem. 15,
17 in einer perspektivischen Draufsicht den Aktuator mit seinem Halteelement in einem vierten Ausführungsbeispiel,
18 in einer perspektivischen Draufsicht den erfindungsgemäßen Aktuator in einem fünften Ausführungsbeispiel,
19 in einer Seitenansicht den Aktuator gem. 18,
20 in einer perspektivischen Draufsicht das Halteelement des Aktuators gem. 18,
21 in einer perspektivischen Unteransicht das Halteelement gem. 20, und
22 in einer Seitenansicht das Halteelement gem. 20.

Ein nicht näher dargestellter Schwenkmotorversteller ist zur Verstellung einer Nockenwelle ausgebildet. Der Schwenkmotorversteller umfasst ein nicht näher dargestelltes Hydraulikventil, welches einen nicht näher dargestellten bewegbaren, insbesondere axial bewegbaren Kolben aufweist. Zur hydraulischen Versorgung des Schwenkmotorverstellers sind mehrere Anschlüsse an einem, den Kolben aufnehmenden Gehäuse des Hydraulikventils vorgesehen. Das Gehäuse ist überwiegend rohrformartig ausgeführt.
Der Schwenkmotorversteller erlaubt während des Betriebes eines einen Zylinderkopf umfassenden, nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors eine Änderung von Öffnungs- und Schließzeiten von Gaswechselventilen des Verbrennungsmotors herbeizuführen. Hierzu wird mit Hilfe des Schwenkmotorverstellers eine relative Winkellage einer im Zylinderkopf drehbar aufgenommenen, nicht näher dargestellten Nockenwelle des Verbrennungsmotors gegenüber einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle des Verbrennungsmotors stufenlos verändert, wobei die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle verdreht wird. Durch Verdrehen der Nockenwelle werden die Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Gaswechselventile so verschoben, dass der Verbrennungsmotor bei der jeweiligen Drehzahl seine optimale Leistung erbringen kann.
Ein Stator des Schwenkmotorverstellers ist drehfest mit einem Antriebsrad der Nockenwelle verbunden. An Innenseiten eines Statorgrundkörpers sind sich radial nach innen erstreckende Stege in regelmäßigen Abständen ausgebildet, derart, dass zwischen jeweils zwei benachbarten Stegen ein Zwischenraum gebildet ist. In den Zwischenraum hineinragend ist ein Flügel einer Rotornabe eines Rotors des Schwenkmotorverstellers angeordnet. Der Anzahl der Zwischenräume entsprechend weist die Rotornabe eine Anzahl von Flügel auf. Somit ist mit Hilfe der Flügel jeder Zwischenraum in zwei Druckkammern teilbar. In diese Teilräume wird ein Druckmedium, im Allgemeinen ein Hydraulikfluid, mit Hilfe des Hydraulikventils gesteuert eingebracht.
Jedem Arbeitsanschluss ist eine Druckkammer zugeordnet. So ist dem ersten Arbeitsanschluss die erste Druckkammer und dem zweiten Arbeitsanschluss die zweite Druckkammer zugeordnet. Um die Winkellage zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle zu verändern, wird das Druckmedium in der ersten Druckkammer oder in der zweiten Druckkammer unter Druck gesetzt, während die zweite Druckkammer bzw. die erste Druckkammer entlastet wird. Die Entlastung erfolgt über zumindest einen Tankanschluss, wobei über diesen Tankanschluss das Hydraulikfluid abfliesen kann.
Der Kolben wird mit Hilfe eines Aktuators 10 bewegt, welcher in einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 8 ausgebildet ist, wobei ein bewegbarer Stempel 12 des Aktuators 10, s. bspw. 11, entlang einer Längsachse 14 des Aktuators 10 axial verschiebbar ist. Der Aktuator 10 ist als elektromagnetischer Aktuator ausgebildet.
Der Aktuator 10 umfasst ein Polrohr 24, das innerhalb einer zylinderförmig ausgebildeten, ein Magnetfeld erzeugenden Spule angeordnet ist, sowie ein Gehäuse 16. Das Gehäuse 16 ist in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt, so dass es in kostengünstiger Weise möglich ist, das Gehäuse 16 zu fertigen und gleichzeitig verschiedenen Komponenten eines Poljochs, die den geschlossenen Magnetfluss gewährleisten, beim Spritzgussverfahren einzulegen. Zur Herbeiführung des Magnetflusses ist die Spule über eine Anschlussbuchse 18, die am Gehäuse 16 aufgenommen ist, bestrombar.
Der Aktuator 10 ist als vormontierte Einheit zur Befestigung an einem nicht näher dargestellten Gehäuseabschnitt ausgebildet. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist der Aktuator 10 zur Befestigung an einem Gehäuseabschnitt des Zylinderkopfes ausgestaltet. Das heißt mit anderen Worten, dass der Aktuator 10 am Zylinderkopf befestigt ist. Ebenso könnte der Gehäuseabschnitt auch ein Teilabschnitt des Schwenkmotorverstellers oder ein anderes Bauteil des Verbrennungsmotors sein.
Zur Herbeiführung einer betriebssicheren Verbindung des Aktuators 10 mit dem Gehäuseabschnitt weist dieser ein unabhängig von seinem funktionsspezifischen Abschnitt, welcher der Bewegung des Kolben dient und zumindest teilweise vom Gehäuse 16 umfasst ist, ausgebildetes Halteelement 20 auf, welches den funktionsspezifischen Abschnitt in Richtung seiner axialer Erstreckung gegen den Gehäuseabschnitt abstützend ausgebildet ist.
Das Gehäuse 16 umfasst eine nicht näher dargestellte Spule, welche in einem Spulenträger 22 aufgenommen ist. Der Spulenträger 22 umfasst das Polrohr 24, welches zwischen einem Gehäusedeckel 26 des Gehäuses 16 und dem Spulenträger 22 angeordnet ist. Ein zur Stromversorgung der Spule ausgebildeter Anschluss 28 ist in der Anschlussbuchse 18 aufgenommen, die sich zumindest abschnittsweise über eine Deckelfläche 30 des Gehäusedeckels 26 erstreckt.
Der Gehäusedeckel 26 weist einen Deckelring 32 auf, der einen topfartig ausgebildeten Deckelabschnitt 34 radial umfassend ausgeführt ist. Der Deckelring 32 dient als Anschlag des vormontierten Aktuators 10 bei der Montage am Gehäuseabschnitt.
In 4 ist der erfindungsgemäße Aktuator 10 im ersten Ausführungsbeispiel im Zusammenbau mit seinem Halteelement 20 illustriert. Das Halteelement 20, welches in einer Alleindarstellung in 7 abgebildet ist, ist rahmenförmig ausgestaltet und weist eine Öffnung 36 auf, die komplementär zu einer Mantelabschnittsfläche 38 des Deckelabschnitts 34 ausgebildet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass das Halteelement 20 zumindest teilweise komplementär mit dem Gehäuse 16 ausgeführt ist.
Zur Fixierung des Aktuators 10 am Gehäuseabschnitt wird dieser in einer im Gehäuseabschnitt vorgesehene Aufnahmeöffnung positioniert, wobei der Deckelring 32 mit seiner dem Gehäuseabschnitt zugewandt ausgebildeten ersten Ringfläche 40 den Gehäuseabschnitt bevorzugt kontaktiert. Anschließend wird das Halteelement 20 auf das Gehäuse 16 gelegt, wobei der Deckelabschnitt 34 in der Öffnung 36 angeordnet ist. Zur Sicherung des Halteelementes 20 am Gehäuse 16, ist an der Mantelabschnittsfläche 38 des Deckelabschnitts 34 ein Schnappelement 42 ausgebildet ist, welches des Weiteren nach einer Fixierung des Halteelementes 20 am Gehäuseabschnitt eine Bewegung des Halteelements 20 in axialer Richtung verhinderbar ausgebildet ist, da im Bereich des Schnappelementes 42 das Halteelement 20 quasi zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Gehäuse 16 angeordnet ist. Bevorzugt sind zwei sich gegenüberliegend positionierte Schnappelemente 42 ausgebildet.
Somit sind über einen Umfang des Aktuators 10 der Gehäusedeckel 26 und das Halteelement 20 alternierend als eine vom Gehäuseabschnitt abgewandt ausgebildete äußerste Begrenzung ausgestaltet. Das heißt mit anderen Worten, dass eine den Aktuator 10 mit seinem Halteelement 20 gegenüber der Umgebung abgrenzende Deckfläche 44, die quer zur Längsachse 14 ausgebildet ist, alternierend vom Gehäusedeckel 26 und dem Halteelement 20 gebildet ist.
Eine weitere Möglichkeit den Aktuator 10 am Gehäuseabschnitt zu befestigen ist, den funktionsspezifischen Abschnitt des Aktuators 10 in einem ersten Schritt ohne das Halteelement 20 in einer vorgesehenen Aufnahmeöffnung im Gehäuseabschnitt zu positionieren. Zur Fixierung des Aktuators 10 am Gehäuseabschnitt wird anschließend das Halteelement 20 ausgehend von der Deckelfläche 30 auf das Gehäuse 16 gelegt, wobei der Deckelabschnitt 34 in der Öffnung 36 angeordnet ist. Eine zweite Ringfläche 53 des Deckelrings 32 ist der ersten Anlagefläche 54 gegenüberliegend, diese zumindest teilweise kontaktierend angeordnet. Mit Hilfe des Schnappelementes 42 wird das Halteelement 20 am Gehäuse 16 fixiert und anschließend wird das Halteelement 20 am Gehäuseabschnitt befestigt.
Das Halteelement 20 ist somit das Gehäuse 16, insbesondere den Gehäusedeckel 26 über dessen Umfang, insbesondere über dessen Mantelfläche, umfassend ausgebildet.
Zur Aufnahme der Anschlussbuchse 18 weist das Halteelement 20 eine quer, insbesondere senkrecht zur Öffnung 36 ausgebildete einseitig unbegrenzte Ausnehmung 46 auf, die die Anschlussbuchse 18 mit Hilfe dreier ihrer Seitenflächen 48 abstützend ausgeführt ist. Das heißt mit anderen Worten, dass das Halteelement 20 eine Steckvorrichtung 52 des Aktuators 10, welche die Anschlussbuchse 18 und den Anschluss 28 umfasst, aufnehmend ausgebildet ist.
In einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel sind an den beiden sich gegenüberliegend ausgebildeten Seitenflächen 48 an ihren von der dritten Seitenfläche 48, welche quer zu ihnen angeordnet ist, abgewandt ausgebildete Kanten 50 in die Ausnehmung hineinragende Klemmelemente vorgesehen, so dass neben den Schnappelementen 42 eine weitere Haltesicherung des Halteelementes 20 am Gehäuse 16 vor und während der Montage des Aktuators 10 am Gehäuseabschnitt ausgebildet ist.
Das Halteelement 20 ist als Spritzgußbauteil ausgeführt. Zur Gewichts- und Kostenreduktion ist es rahmenartig ausgebildet und weist Vertiefungen 56 auf, die eine relativ geringe Wandstärke besitzen, wobei zur Herbeiführung einer Stabilität und Festigkeit des Halteelementes 20 Streben 58 zwischen den Vertiefungen 56 ausgebildet sind, mit deren Hilfe die Wandstärke des Halteelementes 20 an den die Streben 58 aufweisenden Bereichen gegenüber der Wandstärke der Vertiefungen 56 vergrößert ist.
Zur Befestigung des Aktuators 10 am Gehäuseabschnitt sind Aufnahmeöffnungen 60 zur Aufnahme von nicht näher dargestellten Befestigungsmittel vorgesehen, die eine fixierende Befestigung des Aktautors 10 am Gehäuseabschnitt herbeiführen lassen. Diese können bspw. in Form von Schrauben ausgebildet sein, so dass eine lösbare Verbindung des Aktuators mit dem Gehäuseabschnitt hergestellt ist. Sofern das Halteelement 20 als Kunststoffbauteil kostengünstig hergestellt ist, wie es im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fall ist, sind Metallhülsen 62 in den Aufnahmeöffnungen 60 angeordnet, damit eine gesicherte Verbindung herstellbar ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind vier Aufnahmeöffnungen 60 ausgebildet. Es können mehr oder weniger Aufnahmeöffnungen 60 ausgeführt sein, wobei die Anzahl der Aufnahmeöffnungen 60 einen sicheren Halt des Aktuators 10 am Gehäuseabschnitt ergeben sollten. Es muss nicht zwingend jede Aufnahmeöffnung 60 zur Befestigung genutzt werden, dies kann flexibel gehandhabt und dem Gehäuseabschnitt angepasst sein.
In 8 ist der Aktuator 10 mit seinem Halteelement 20 in einer Detailansicht VIII in einem Schnitt dargestellt. Die erste Anlagefläche 54 ist der zweiten Ringfläche 53 gegenüberliegend und diese kontaktierend angeordnet, wobei die zweite Anlagefläche 55 des Halteelementes 20 mit einem Abstand A zur ersten Anlagefläche 54 ausgebildet ist. Bevorzugt entspricht der Abstand A einer Dicke D des Deckelrings 32 damit eine ebene Anlage des Aktuators 10 zwischen dem Gehäuseabschnitt und den Aktuator 10 ausgebildet werden kann und in bevorzugt ein Dichtungselement zwischen dem Gehäuseabschnitt und den Aktuator 10 angeordnet werden kann.
Die 9 bis 14 zeigen den erfindungsgemäßen Aktuator 10 in einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Halteelement 20 ist überwiegend gleich zum Halteelement 20 des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt, wobei der wesentliche Unterschied in der Aufnahme bzw. der Umfassung der Anschlussbuchse 18 ausgeführt ist. Im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aktuators 10, wobei das Halteelement 20 die Anschlussbuchse 18 im Wesentlichen in Umfangsrichtung umfassend ausgeführt ist, ist die Anschlussbuchse 18 des zweiten Ausführungsbeispiels in radialer Richtung des Aktuators 10 abstützend aufgenommen. Das heißt mit anderen Worten, dass sich ein zur Aufnahme der Anschlussbuchse 18 ausgebildeter Elementabschnitt 64 des Halteelementes 20 in axialer Richtung, in Umfangsrichtung und in radialer Richtung erstreckend ausgeführt ist.
Die Anschlussbuchse 18 weist an ihrem, im Bereich einer Aktuatormitte 66 angeordneten Ende 68 eine zapfenartige Nase 70 auf, die im Elementabschnitt 64 aufgenommen und abgestützt angeordnet ist. Diese Nase 70 kann unterschiedlich geformt sein. Im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel weist sie einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Ebenso könnte sie auch bspw. einen runden oder ovalen Querschnitt oder andersartig gestalteten Querschnitt aufweisen. Demgemäß ist die Ausnehmung 46 komplementär zu dem Querschnitt ausgebildet.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Aufnahme der Anschlussbuchse 18 bzw. der Steckvorrichtung 52 im Halteelement 20 einer gesicherten Positionierung des Aktuators 10 am Gehäuseabschnitt dient. Das heißt mit anderen Worten, dass mit Hilfe eines am Gehäuse 16 oder am Haltering 20 ausgebildeten Positionierelementes, im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Anschlussbuchse 18 bzw. der Steckvorrichtung 52, eine Position des Aktuators 10 relativ zum Gehäuseabschnitt sicher herbeiführen lässt.
In den 15 und 16 ist der erfindungsgemäße Aktuator 10 in einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Anschlussbuchse 18 ist im Bereich der Nase 70 von der Anschlussbuchse 18 des zweiten Ausführungsbeispiels abweichend ausgebildet, wobei die Nase 70 abstandslos zwischen der Deckelfläche 30, somit in Form einer Erhebung in Richtung der Längsachse 14 ausgeführt ist.
In den 17 bis 22, in denen ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aktuators 10 illustriert ist, ist die Anschlussbuchse 18 vom Halteelement 20 umfasst. Das heißt mit anderen Worten, dass die Anschlussbuchse 18 einstückig mit dem Halteelement 20 ausgebildet ist. Somit weist das Halteelement 20 einen elektrischen Anschluss der Steckvorrichtung 52 auf. Zur Energieversorgung sowie zur korrekten Positionierung des Aktuators 10 am Gehäuseabschnitt, ist der Anschluss 28 der Steckvorrichtung 52 an der Deckelfläche 30 ausgebildet. Im Zusammenbau des Aktuators 10 wird durch Fügen des Anschlusses mit einem nicht näher dargestellten, zum Anschluss 28 komplementär ausgebildeten Anschlussstecker, der in der am Halteelement 20 ausgebildete Anschlussbuchse 18 angeordnet ist, die Verbindung des Halteelementes 20 am Gehäuse 16 zusätzlich zur durch die Schnappelemente 42 realisierte Schnappverbindung stabilisiert.
Mit Hilfe des Halteelements 20 ist der Aktuator 10 einfach am Gehäuseabschnitt zu montieren und er ist zur, insbesondere einfach lösbaren Befestigung am Gehäuseabschnitt ausgebildet.
Des Weiteren ist ein nicht näher dargestelltes Dichtelement zwischen dem Halteelement 20 und dem Gehäuseabschnitt angeordnet.
In den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ist der Aktuator 10 mit Hilfe eine Schraubverbindung am Gehäuseabschnitt befestigt. Ebenso könnte das Halteelement 20 anstelle der Aufnahmeöffnungen 60 Mittel zur Herstellung einer Schnappverbindung und/oder einer Drehverbindung, insbesondere eine Bajonettverbindung aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013013659 A1 [0004]

Claims

Aktuator für einen Schwenkmotorversteller, wobei der Schwenkmotorversteller ein Hydraulikventil aufweist, das mit Hilfe des Aktuators (10) verstellbar ausgebildet ist, und wobei der Aktuator (10) an einem Gehäuseabschnitt eines den Schwenkmotorversteller aufnehmenden Aggregates aufnehmbar ausgebildet ist, und wobei der Aktuator (10) ein Halteelement (20) und ein Gehäuse (16) mit funktionsrelevanten Bauteilen (12, 22, 24) aufweist, wobei er mit Hilfe des Halteelementes (20) am Gehäuseabschnitt befestigt ist, wobei das Halteelement (20) unabhängig vom Gehäuse (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur gesicherten Positionierung des Aktuators (10) am Gehäuseabschnitt ein Abschnitt des Halteelementes (20) den Aktuator (10) in Richtung dessen axialer Erstreckung gegen den Gehäuseabschnitt abstützend ausgebildet ist, wobei zumindest teilweise ein Gehäusedeckel (26) des Gehäuses (16) zwischen dem Abschnitt des Halteelements (20) und dem Gehäuseabschnitt angeordnet ist.
Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Umfang des Gehäuses (16) der Gehäusedeckel (26) und das Halteelement (20) alternierend als eine vom Gehäuseabschnitt abgewandt ausgebildete äußerste Begrenzung ausgestaltet sind.
Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) zumindest teilweise komplementär zum Gehäuse (16) ausgeführt ist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) das Gehäuse (16) im Wesentlichen über dessen Umfang, insbesondere über dessen Mantelfläche (39), umfassend ausgebildet ist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) das Gehäuse (16) formschlüssig aufnehmend ausgebildet ist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) eine quer zur Aufnahmerichtung des Aktuators (10) ausgebildet Anlagefläche (54) aufweist, welcher einer Gehäusefläche (53) gegenüberliegend und diese kontaktierend ausgebildet ist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Mantelfläche (39) des Gehäuses (16) ein Schnappelement (42) ausgebildet ist, welches eine Bewegung des Halteelements (20) in axialer Richtung verhinderbar ausgebildet ist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) ein am Gehäuse (16) ausgebildetes Positionierungselement (18) aufnehmbar ausgebildet ist.
Aktuator nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) zumindest teilweise eine Steckvorrichtung (52) des Aktuators (10) aufnehmend ausgebildet ist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) als Spritzgußbauteil ausgeführt ist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) einen elektrischen Anschluss (28) der Steckvorrichtung (52) aufweist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) zur lösbaren Befestigung am Gehäuseabschnitt ausgebildet ist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) rahmenförmig ausgeführt ist.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseabschnitt ein Abschnitt eines Verbrennungsmotors, insbesondere Zylinderkopfes des Verbrennungsmotors ist.
Schwenkmotorversteller für eine Nockenwelle, mit einem elektromagnetischen Aktuator, wobei der Aktuator (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.