DE10210890A1 - Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung aus zwei Elektromagneten, bei dem die Erregerspulen mit Spulenträgern in die Spulenfenster der Elektromagneten eingegossen sind und beiden ein elektrische Leiter aufweisender Kontaktträger mit den Spulenträgern verbunden wird und die Erregerspulen kontaktiert.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung aus zwei Elektromagneten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Ein Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung besteht im wesentlichen aus zwei Elektromagneten, dem Öffnermagnet und dem Schließermagnet, die durch mindestens ein Bauteil aus einem nicht ferromagnetischen Material voneinander getrennt sind. Dieses Bauteil kann beispielsweise durch ein Gehäuseteil gebildet werden. Zwischen den Elektromagneten, dem Öffnermagnet und dem Schließermagnet, befindet sich die aus einem ferromagnetischen Material bestehende Ankerplatte, die durch Bestromen der Erregerspule des Öffnermagneten oder der Erregerspule des Schließermagneten in die jeweilige Richtung bewegt wird. Das Magnetjoch des Öffnermagneten weist eine Durchführung für einen Ventilstößel auf, der die auf die Ankerplatte einwirkenden Kräfte auf mindestens ein Gaswechselventil überträgt. Der Aktor kann beispielsweise so ausgeführt sein, daß die Aktorfeder auf der dem Gaswechselventil entgegengesetzten Seite des Aktors an der Außenseite des Schließermagneten angeordnet ist. Dazu ist in Verlängerung des Ventilstößels ein einen Aktorfederteller aufweisender Federstößel angeordnet, der in einer Durchführung im Magnetjoch des Schließermagneten gelagert ist. Die Aktorfeder ist dabei beispielsweise von einer Ausformung des Magnetjochs des Schließermagneten umgeben. Alternativ kann auf das Magnetjoch des Schließermagneten ein die Aktorfeder abdeckendes weiteres Aktorbauteil aufgesetzt werden. Das weitere Aktorbauteil bildet dabei das Gegenlager für die auf dem Aktorfederteller des Aktorstößels aufliegende Aktorfeder.
• Ein Problem bei der Serienherstellung der Aktoren ist die Kontaktierung der Erregerspulen sowie die Führung der elektrischen Leiter zur Versorgung der Erregerspulen. Durch die kompakte Konstruktion eines Aktor besteht kaum die Möglichkeit die elektrischen Versorgungsleitungen innerhalb des Aktors zu verlegen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung dem Oberbegriff des Patentanspruch 1 anzugeben, bei dem die elektrischen Leiter zur Versorgung der Erregerspulen so am Aktor verlegt sind, daß bei der Serienfertigung eine sichere Kontaktierung der Erregerspulen gewährleistet ist
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst, wonach an jeder Erregerspule jeweils ein Spulenträger angeordnet ist, der Aussparungen für elektrische Anschlüsse der Erregerspulen aufweist.
• Dieser Spulenträger ist beispielsweise ein aus Kunststoff gefertigtes Formteil, in dem die Erregerspule formschlüssig einsitzt, wodurch die Erregerspule in ihrer Form stabilisiert wird, und in dem die Anschlüsse der Erregerspule durch Aussparungen geführt werden. Die Spulenträger sind dabei aus einem gut Wärme leitenden Material gefertigt.
• Dabei sind die Spulenträger mit mindestens einem Kontaktträger verbunden, der mit dem Aktor verbunden ist. Die Verbindung der Spulenträger mit einem Kontaktträger kann beispielsweise mittels Schnappverschlüssen erfolgen, die zum, Ausgleich von Fertigungstoleranzen einen kleinen Spalt zwischen den Spulenträger und dem Kontaktträger zulassen. Der Kontaktträger kann beispielsweise mittels Schrauben mit dem Aktor verbunden sein.
• In dem Kontaktträger sind elektrische Leiter angeordnet, die beispielsweise bei der Herstellung der Kontakträger eingegossen werden, wobei beide Enden der elektrischen Leiter aus dem Kontaktträger herausragen. Sind bei der Montage des Aktors die Spulenträger mit dem Kontaktträger verbunden, werden die aus Wicklungsdraht bestehenden Erregerspulen beispielsweise durch Laserschweißen mit den herausragenden elektrischen Leitern des Kontaktträgers verbunden.
• Der Kontaktträger besteht vorteilhaft aus einem schlagfesten und Wärme beständigen Kunststoff, in dem vorteilhaft metallische Führungshülsen zur Aufnahme der Schrauben zum Verbinden mit dem Aktor eingearbeitet, beispielsweise eingegossen, sind.
• Bei einem derart ausgebildeten Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung ist eine sichere Kontaktierung der Erregerspulen bei der Serienfertigung gewährleistet, wobei die elektrischen Leiter zur Versorgung der Erregerspulen geschützt am Aktor verlegt sind.
• Im folgenden ist ein Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit sechs Figuren dargestellt und erläutert.
• Es zeigt:
• Fig. 1.1 eine Darstellung einer Seite der Baugruppe aus einem Kontaktträger und zwei Spulenträgern, in denen jeweils eine Erregerspule angeordnet ist,
• Fig. 1.2 eine Darstellung der entgegengesetzten Seite der Baugruppe,
• Fig. 2.1 eine Darstellung einer Seite des oberen Spulenträgers,
• Fig. 2.2 eine Darstellung der anderen Seite des oberen Spulenträgers,
• Fig. 3.1 eine Darstellung einer Seite des unteren Spulenträgers,
• Fig. 3.2 eine Darstellung der anderen Seite des unteren Spulenträgers,
• In den Fig. 1.1 und 1.2 ist jeweils eine Seite einer Baugruppe aus einem Kontaktträger 3 und zwei Spulenträgern 2.1, 2.2 dargestellt, wobei in jedem Spulenträger 2.1, 2.2 eine Erregerspule 1 angeordnet ist. Die Baugruppe ist nur zum Zweck der Veranschaulichung des Zusammenwirkens der Bauteile so dargestellt.
• Bei der Montage eines Aktors werden die Spulenträger 2.1, 2.2 zusammen mit den Erregerspulen 1 und den Klammern 2.1 in die Spulenfenster des Öffnermagneten und des Schließermagneten eingesetzt und vergossen. Der Kontaktträger 3 wird als eines der letzten zu montierenden Teile mit den Spulenträgern 2.1, 2.2 verbunden und mittels zweiter Schrauben an dem Aktor befestigt. Zur Führung der Schrauben und zur Vermeidung von Überlastungen des aus einem schlagfesten und Wärme beständigen Kunststoff bestehenden Kontaktträgers 3 sind in dem Kontaktträger 3 metallische Führungshülsen 3.2 eingearbeitet, die beispielsweise eingepreßt werden.
• Die Klammern 2.4 dienen als Distanzstücke, damit die Erregerspulen 1 nicht schräg in das Spulenfenster des Öffnermagneten und des Schließermagneten eingesetzt werden. Zudem vermeiden die Spulenträger 2.1, 2.2 und die Klammern 2.4 Schäden an der Isolationsschicht des Wicklungsdrahtes der Erregerspulen 1. Die Spulenträger 2.1, 2.2 und die Klammern 2.4 könnten auch aus einen Stück gefertigt werden, das die gesamte Erregerspule 1 umfaßt. Dies würde jedoch die thermische Anbindung der Erregerspule 1 an ein Magnetjoch verschlechtern. Dabei sind die Spulenträger 2.1, 2.2 und die Klammern 2.4 aus einem Material gefertigt, das eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit aufweist.
• Die Fig. 2.1 und 2.2 zeigen den oberen Spulenträger 2.1 von der Vorderseite und von der Rückseite. Die Fig. 3.1 und 3.2 zeigen den unteren Spulenträger 2.2 von der Vorderseite und von der Rückseite.
• Auf der der Erregerspule 1 abgewandten Seite der Spulenträger 2.1, 2.2 ist als Aussparung für die elektrischen Anschlüsse der Erregerspule eine zwei unterschiedliche Breiten aufweisende Rille 2.3 ausgebildet. Die elektrischen Anschlüsse der Erregerspule 1 sind die freien Enden des Wicklungsdrahtes der Erregerspule 1. Die geringere Breite der Rille 2.3 entspricht der Dicke des Wicklungsdrahtes der Erregerspulen 1, die größere Breite der Rille 2.3 entspricht der Dicke der in dem Kontaktträger 3 vergossenen elektrischen Leiter 3.1.
• Nach dem Einsetzen der Erregerspulen 1 in den Spulenträger 2.1, 2.2 werden die beiden Enden der aus Kupferdraht gewickelten Erregerspulen durch eine Durchführung in dem Spulenträger 2.1, 2.2 in den Rille 2.3 mit der geringeren Breite eingelegt, wobei der Wicklungsdraht in der Rille 2.3 klemmt. Dadurch sind die Enden des Wicklungsdrahtes während der Montage des Aktors zuverlässig plaziert und müssen zum Verbinden mit den elektrischen Leitern 3.1 des Kontaktträgers nicht gesucht werden.
• Die Verbindungsstelle der Spulenträger 2.1, 2.2 ist so ausgebildet, daß eine Formschlüssige Verbindung zum Kontakträger 3 besteht, wobei der Verbindungsstelle des Kontaktträgers 3 komplementär geformt ist. Dabei sind die Verbindungsstellen der Spulenträger 2.1, 2.2 und des Kontaktträgers so gestaltet, daß ein kleiner Spalt zwischen den Spulenträgern 2.1, 2.2 und dem Kontaktträger 3 verbleiben kann, der beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen beim Vergießen der in die Spulenträger 2.1, 2.2 eingesetzten Erregerspulen 1 mit dem Magnetjoch entstehen kann.
• Gegebenenfalls kann die Verbindung zwischen den Spulenträgern 2.1, 2.2 und dem Kontaktträger 3 so ausgebildet sein, daß mittels einer Rastverbindung auch ein Kraftschluß entsteht. Dieser Kraftschluß ist für den fertig montierten Aktor weniger wichtig, da die Spulenträger 2.1, 2.2 fest mit dem Aktor vergossen sind, und der Kontaktträger durch die zwei Schrauben fest mit dem Aktor verbunden ist.
• Nach dem Verbinden des Kontaktträgers 3 mit den Spulenträgern 2.1, 2.2 ragen abisolierte Enden der elektrischen Leiter 3.1 in die eine größere Breite aufweisende Rille 2.3 der Spulenträger 2.1, 2.2. Zum Verbinden des Wicklungsdrahtes der Erregerspulen 1 mit den elektrischen Leitern 3.1 des Kontaktträgers 3 wird jeweils ein Wicklungsdraht an seinen zugeordneten elektrischen Leiter 3.1 gelegt und beispielsweise durch Laserschweißen mit diesem verbunden.
• Durch den erfindungsgemäßen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung ist eine sichere Kontaktierung der Erregerspulen während der Serienfertigung gewährleistet, wobei die elektrischen Leiter zur Versorgung der Erregerspulen geschützt am Aktor verlegt sind.

Claims (8)

1. Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung mit zwei Elektromagneten, zwischen denen eine Ankerplatte oszilliert, und die jeweils aus einem Magnetjoch sowie einer in einem Spulenfenster angeordneten Erregerspule (1) bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Erregerspule (1) jeweils ein Spulenträger (2.1, 2.2) angeordnet ist, der Aussparungen für elektrische Anschlüsse der Erregerspulen (1) aufweist.

2. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenträger (2.1, 2.2) mit mindestens einem Kontaktträger (3) verbunden sind, der mit dem Aktor verbunden ist.

3. Aktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kontaktträger (3) elektrische Leiter (3.1) angeordnet sind.

4. Aktor nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenträger (2.1, 2.2) und der Kontaktträger (3) formschlüssig miteinander verbunden sind.

5. Aktor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (3.1) des Kontaktträgers (3) bis die Spulenträger (2.1, 2.2) hinein ragen, und daß die aus Wicklungsdraht bestehenden Erregerspulen (1) in dem Spulenträger (2.1, 2.2) mit den elektrischen Leitern (3.1) des Kontaktträgers (3) verbunden sind.

6. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger (3) mittels Schrauben mit dem Aktor verbunden ist.

7. Aktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger (3) aus einem schlagfesten Kunststoff besteht, und daß in den Kunststoff metallische Führungshülsen (3.2) zur Aufnahme von Schrauben zum Verbinden mit dem Aktor eingegossen sind.

8. Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenträger (2.1, 2.2) aus einem gut Wärme leitenden Material gefertigt sind.