EP1163687A1 - Elektromagnet - Google Patents

Elektromagnet

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EP1163687A1
EP1163687A1 EP01942784A EP01942784A EP1163687A1 EP 1163687 A1 EP1163687 A1 EP 1163687A1 EP 01942784 A EP01942784 A EP 01942784A EP 01942784 A EP01942784 A EP 01942784A EP 1163687 A1 EP1163687 A1 EP 1163687A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plates
actuator
bearing
armature
yoke
Prior art date
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Granted
Application number
EP01942784A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1163687B1 (de
Inventor
Heinz Leiber
Dirk Dünkel
Frank KÄHNY
Ralf Hecker
Stefan Masak
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TE Connectivity Germany GmbH
Original Assignee
Tyco Electronics AMP GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1163687A1 publication Critical patent/EP1163687A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1163687B1 publication Critical patent/EP1163687B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/14—Pivoting armatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/02—Cores, Yokes, or armatures made from sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/21—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids
    • F01L2009/2105—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids comprising two or more coils
    • F01L2009/2109—The armature being articulated perpendicularly to the coils axes

Definitions

  • the invention relates to electromagnets with the features of the preamble of claim 1.
  • Yokes of magnetic circuits for electromagnets are screwed together or are positively locked together by beads in the metal sheets. This is the common technique, e.g. B. for ignition transformers. Most of these yokes are also encapsulated with plastic. The problem is the internal stress of thin sheets, which act like disc springs, and very difficult to achieve with a tight bond, in which each sheet lies in the bond without play, by bracing with screws.
  • the invention is based on the object of achieving great stiffness with small deformations, with small dimensions and low weight.
  • the magnets on the anchor must be easily adjustable.
  • Sub-claims 2 to 11 contain configurations that further support the task solution.
  • Claims 12 to 26 describe an application of the invention to an actuator in which the invention has a particularly favorable effect.
  • the actuators must be stable on the cylinder head or an actuator Carrier or a tub can be attached to absorb the relatively high forces.
  • the stiffness is mainly achieved by the yoke stiffeners, which not only have to absorb the magnetic forces, but also the bearing forces and the supporting torque of the torsion bar on the bearing plate when the actuator is designed with a pivotable armature and use of a torsion spring. Small dimensions are achieved by relatively thin bearing plates, which are also advantageous for the coil connections described later.
  • the decisive factor is the good non-positive and / or positive connection between the bearing plates and the yoke packs, since the yoke stiffeners through the yoke side plates divert the forces from the bearing plate into it, so that complex, thick bearing plates are prevented.
  • the rigidity is achieved by appropriate coordination of the yoke package with the yoke stiffeners and an appropriate design of the bearing plates.
  • Claim 29 describes a method for the inexpensive manufacture of the electromagnet or the actuator.
  • Fig. 1 shows the structure of an actuator for driving a valve of an internal combustion engine in
  • Fig. 3 shows a partially alternative training.
  • FIGS. 4 and 5 shows a detail of FIGS. 4 and 5.
  • FIGS. 1 and 2 An electromagnetic actuator 1 for valve actuation of an internal combustion engine is partially shown in FIGS. 1 and 2.
  • the actuator 1 has two electromagnets 2 and 3 consisting of two-pole yokes 2a and 3a and one winding 2b and 3b each.
  • the electromagnets 2 and 3 work together with a lever 4 which is connected to an anchor tube 4a.
  • This anchor tube 4a is pivotally mounted about an axis 5.
  • a torsion spring 6 Arranged in the interior of the anchor tube 4a is a torsion spring 6 in the form of a torsion bar, which is rigidly clamped at one end and is connected at its other end to the anchor tube 4a.
  • the torsion bar 6 generates, for. B. both spring forces acting on the lever 4.
  • the lever 4 carries an armature 7, which cooperates with the electromagnets 2 and 3 and generates the pivoting movement.
  • the right end 4b of the lever 4 acts on a valve stem, not shown.
  • FIG. 2 shows that the yoke 2a is composed of lamellae 2a ⁇ made of magnetic material. It is for
  • the entire space between the bearing plates 8 is filled with lamellae 2a ⁇ .
  • the bearing of the lever 4 and thus the armature 7 is accommodated by means of the bearing tube 4a.
  • the two bearing plates 8 are connected to one another by two yoke side plates 9 and 10, the side plates 9 and 10 being welded into the bearing plates 8.
  • the lamellae 2a ⁇ have small bulges 2a ⁇ ⁇ , via which they are suspended in the side plates 8, 9.
  • the side plates 9 and 10 can be made of non-magnetic material and they can be electrically insulated from the slats 2a ⁇ by insulation 11. This isolation can also be done through an air gap.
  • the side plate 10 is designed as a profile so that it can encompass the winding 2 b.
  • the profile also increases the bending stiffness of the side plate 10 in the transverse direction.
  • the two side plates 9 and 10 are attached to the upper end of the yoke, the bulge of which has little magnetic flux and thus also generates low eddy currents.
  • the electromagnet 2 is assembled in the following way: First, the side plates 9, 10 are only loosely connected to the bearing plates 8. The slats 2a are suspended in the side plates 9, 10. The armature is brought into the end position shown in FIG. 1 and the slats or the plate pack with the side plates are moved as a stable connection so that the slats rest directly on the armature 7 or lie with a predetermined small air gap to the armature 7. Now the yoke, e.g. B. pressed by magnetic force on the armature and in addition the two bearing plates 8 are pressed onto the disk pack 2a and then the side plates 9, 10 are connected to the bearing plates at 12, for. B. welded, soldered or caulked. If necessary, additional tension is generated on the side plates.
  • the yoke e.g. B. pressed by magnetic force on the armature and in addition the two bearing plates 8 are pressed onto the disk pack 2a and then the side plates 9, 10 are connected to the bearing plates at 12, for.
  • the plates can have mutually fitting toothings and / or, for example, near the poles, eg. B. with 13 welds of the lamellae 2 to each other, and / or an overmolding of the plate pack can be provided.
  • the lamellae are preferably welded to the side plates, the lamella packet being able to be pressed together beforehand with a defined force.
  • the electromagnet 3 can be assembled in an equivalent manner.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment in which the left side plate 10 is designed as in FIGS. 1 and 2.
  • the right side plate 19 covers the side surface of the yoke 2a to a much greater extent than the side plate 9 of FIGS. 1 and 2.
  • This side plate 19 is welded along its edges 20 to at least part of the slats 2a.
  • This side plate can be made of non-magnetic material; with the exception of the welded edges 20, it can be electrically insulated from the lamellae 2a ⁇ .
  • This can also be designed so that the side plate is inserted into the slats as shown in the right half of the picture. Again, the fins 2a ⁇ have the bulge 2a ⁇ to be able to attach to the slats.
  • the side plate can be magnetically conductive and bear against the yoke without insulation, which supports the magnetic flux. At the ends, this side plate 19 is also connected to the bearing plates 8.
  • Fig. 4 shows a section through a double actuator, as indicated above.
  • a laminated anchor 25 is shown in the upper half of the figure. This is connected to an anchor tube 21 shown in section, in which a torsion bar 22 extends.
  • the bearing 23 and 23a of the anchor tube in the bearing plate are also shown. This bearing 23 and 23a can be realized by plain or roller bearings.
  • the torsion bar 22 is connected to the anchor tube 21 and on the right side to a torsion bar receptacle 24 fixed to the housing, which in turn is connected to a lever 24a, which acts as an extension, welded to the bearing plate 25 r approximately at the center thereof at S. is.
  • This welding enables precise adjustment of the torsion bar force by bringing the armature into the closed position of the valve shown in FIG. 2 and then turning the torsion bar lever 24a until the corresponding force is reached. The welding then takes place.
  • a hydraulic lash adjuster directly to the armature 25 and the pressure oil required for it, e.g. B. via a valve actuation lamella 25a of the armature 25 to the clearance compensation element (not shown) arranged between the armature and the valve.
  • an oil connection 26 is necessary, which preferably connects the engine lubricating oil to a pressure line of a pump. pump is connected.
  • a sealing element 26a is arranged behind this bearing.
  • the pressure oil reaches the channel 27 in the valve actuation lamella 25a via the anchor tube 21.
  • the valve actuation plate 25a is arranged off-center.
  • the corresponding lamella of the neighboring actuator (under half of the figure) is labeled 25a ⁇ .
  • the distance between the fins 25a and 25a corresponds to the valve distance. The advantage of this arrangement can be seen from this, since it can be adapted to the valve distances in a wide range.
  • the valve actuation plates 25 a and 25 a are embedded in the armature package.
  • the bearing bushes 28 are welded or soldered into the bearing plates 25 L and 25 r . This is done in a corresponding device for precise alignment.
  • the actuator is connected to the cylinder head 35 with screws 29.
  • the bearing plates are relatively thin (about 1.5 to 2mm thick).
  • the end slats are approx. 3mm thick, the other slats approx. 0.3mm.
  • FIG. 4 shows the corresponding elements of the adjacent actuator.
  • part of the anchor package 25 is cut away on the left and the plate package 30 of a yoke with a thicker end plate 31 is visible.
  • the outer yoke reinforcement is effected by the side plate 32, which is welded to the bearing plate at S 3 .
  • the side plate 33 serves to reinforce the inner yoke. This corresponds to the structure shown in FIGS. 1 and 3.
  • the inner reinforcement projects through the yoke side plate 33 the bearing plate 25 and is welded to it at S 2 .
  • Fig. 5 shows a side view of the bearing plate 25 L. 4 shows the view in the y direction shown.
  • the yoke side plates 32 and 33 are shown in dashed lines and dimensioned somewhat differently compared to FIGS. 1 and 2, and the implementation of the side plate 33 through a recess in the bearing plate 25 L with the corresponding welding points S 2 can also be seen.
  • the torsion bar receptacle 24 and the lever 24a can also be seen here.
  • the elements of the actuator adjacent to the parts 24 and 24a are arranged diagonally opposite one another on the bearing plate 25 r . This means that the same parts can be used.
  • the fastening screw 29 can also be seen.
  • the coils 34 protrude through corresponding recesses in the bearing plates 25 L and 25 r .
  • the connections 34a are thus easily accessible for contacting the connecting cable.
  • the yoke plate pack can also be screwed together with any additional welding or gluing or other connection options.
  • the screw connections 37 and 37a shown on the left in FIG. 5 have the advantage of a simple adjustment. It can e.g. B. only the upper magnet can be screwed and the lower one welded.
  • the thicker yoke plates 31 z. B. for the two magnets below are connected in a kind of bridge to allow easier assembly and to achieve further stiffening of the bearing plates.
  • the actuator of FIGS. 4 and 5 can also be embedded in the cylinder head 35 for better heat dissipation, as shown in FIG. 5 below, the installation Tolerances of the air gap can be compensated for by thermally conductive fillers. It is also conceivable to improve the heat dissipation for the upper magnets by using a heat conducting plate 36 which dissipates the heat from the top of the magnets to the cylinder head.
  • the bearing plates 25L ⁇ and 25 r have to be non-magnetic or only weakly magnetic in order to produce only a small shunt, at least in the area of the armature.
  • the material can be magnetic in the adjacent areas.
  • the non-magnetic material e.g. B. V2A costs a multiple of the magnetically conductive material. It is therefore conceivable to carry out a separation at 25 LT in such a way that the middle part 25 LM is non-magnetic and the adjacent part above 25 L 0 and correspondingly below it is magnetic.
  • the actuator In order to generate good heat dissipation, the actuator should be mounted or adjusted flush with the bearing plates 25 L and 25 r .
  • 5 and 6 show the fastening of the actuator by means of the fastening screw 29 on the cylinder head 35.
  • a shaft screw 29a can be used according to FIG. 6 with a hexagon at the upper end. This version has assembly advantages in terms of accessibility when mounting on the cylinder head.

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Abstract

Es wird ein Elektromagnet beschrieben, dessen Joch aus Lamellen zusammengesetzt ist. Das aus den Lamellen gebildete Lamellenpaket ist zwischen zwei Lagerplatten angeordnet und die Endplatten werden durch zwei Jochseitenplatten verbunden. Ausserdem ist die Lagerung des Ankers in den Lagerplatten angeordnet.

Description

Elektromagnet
Die Erfindung betrifft Elektromagnete mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Joche von Magnetkreisen für Elektromagnete werden ver- schraubt oder erhalten durch Sicken in den Blechen miteinander einen Formschluß . Dies ist die übliche Technik, z. B. für Zündtrafos. Meistens werden diese Joche auch noch mit Kunststoff umspritzt. Problematisch ist die Eigenspannung dünner Bleche, die wie Tellerfedern wirken und einen dichten Verbund, bei dem jedes Blech ohne Spiel in dem Verbund liegt, durch ein Verspannen mit Schrauben sehr erschweren.
Hinzu kommt bei einem sogenannten tiefen Magneten, d. h. z. B. einem Magneten mit schwenkbaren Anker und mit in Schwenkachsrichtung breit ausgebildeten Anker und entsprechenden Jochen, wie er in der DE 19854020.5 beschrieben ist, dass eine hohe Magnetkraft auftritt. Diese führt zu einer gewissen Durchbiegung des Joches. Diese wird noch verstärkt durch das Verspannen des Joches durch die außen liegenden Spannschrauben. Diese gestalten das Lamellenpaket fächerförmig, d. h. auf der den Schrauben gegenüberliegenden Seite findet eine Aufweitung statt, was sich als Jochdurchbiegung äußert. Hierdurch kommen unterschiedliche Luftspalte in der Mitte des Pakets gegenüber außen zustande. Um einen kleinen Haltestrom und eine entsprechend geringe Verlustleitung zu ermöglichen sollte jedoch ein kleiner und gleichmäßiger Luftspalt erreicht werden.
Bei Anwendung des Elektromagneten, z. B. in einem Aktua- tor zum Antreiben eines Ventils eines Verbrennungsmotors, muss dieser neben einer hohen Steifigkeit auch kleine Baumaße aufweisen, um den Zylinderkopf nicht unnötig zu vergrößern. Er muss sich auch auf verschiedene Ventilabstände anpassen lassen. Auch muss das Gewicht sehr klein sein .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine große Steifheit mit kleinen Verformungen zu erzielen, bei klei- nen Abmaßen und kleinem Gewicht. Außerdem müssen die Magnete auf den Anker leicht einstellbar sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst .
Die ünteransprüche 2 bis 11 enthalten Ausgestaltungen, die die Aufgabenlösung weiter unterstützen.
In den Ansprüchen 12 bis 26 ist eine Anwendung der Erfindung bei einem Aktuator beschrieben, in der sich die Erfindung besonders günstig auswirkt. Hier müssen die Ak- tuatoren stabil auf den Zylinderkopf oder einen Aktuator- träger oder einer Wanne befestigt werden, um die relativ hohen Kräfte abzufangen.
Vorwiegend wird die Steifigkeit durch die Jochversteifungen erreicht, welche nicht nur die Magnetkräfte aufnehmen müssen, sondern bei der Ausbildung des Aktuators mit schwenkbarem Anker und Verwendung einer Drehfeder auch die Lagerkräfte und das Abstützmoment des Drehstabes auf der Lagerplatte. Kleine Baumaße werden durch relativ dünne Lagerplatten erzielt, die auch vorteilhaft sind für die später beschriebenen Spulenanschlüsse. Entscheidend ist die gute kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen den Lagerplatten und den Jochpaketen, da die Jochversteifungen durch die Jochseitenplatten die Kräfte von der Lagerplatte in diese ableiten, so dass aufwendi- ge, dicke Lagerplatten verhindert werden. Die Steifheit wird durch entsprechende Abstimmung des Jochpakets mit den Jochversteifungen und einer entsprechenden Gestaltung der Lagerplatten erreicht.
Im Anspruch 29 ist ein Verfahren zur günstigen Herstel- lung des Elektromagneten, bzw. des Aktuators beschrieben.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 den Aufbau eines Aktuators für den Antrieb eines Ventils eines Verbrennungsmotors in
Schnittdarstellung, bei dessen Elektromagneten die Erfindung eingesetzt ist; Fig. 2 den teilweise gezeigten Aktuator in perspektivischer Darstellung;
Fig. 3 eine teilweise alternative Ausbildung.
Fig. 4 einen Aufblick auf die Anker zweier be- nachbarter Aktuatoren;
Fig. 5 eine der Lagerplatten;
Fig. 6 eine Detail der Fig. 4 und 5.
In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein elektromagnetischer Aktuator 1 für die Ventilbetätigung eines Verbrennungsmotors teil- weise gezeigt. Der Aktuator 1 weist zwei Elektromagnete 2 und 3 bestehend aus zweipoligen Jochen 2a und 3a und je einer Wicklung 2b und 3b auf. Die Elektromagnete 2 und 3 arbeiten mit einem Hebel 4 zusammen, der mit einem Ankerrohr 4a verbunden ist. Dieses Ankerrohr 4a ist um eine Achse 5 schwenkbar gelagert. Im Innern des Ankerrohrs 4a ist eine Torsionsfeder 6 in Form eines Drehstabes angeordnet, das am einen Ende starr eingespannt ist und mit seinem andern Ende mit dem Ankerrohr 4a verbunden ist. Der Drehstab 6 erzeugt, z. B. beide auf den Hebel 4 wir- kenden Federkräfte. Der Hebel 4 trägt einen Anker 7, der mit den Elektromagneten 2 und 3 zusammenarbeitet und die Schwenkbewegung erzeugt. Das rechte Ende 4b des Hebels 4 wirkt auf einen nicht gezeigten Schaft eines Ventils ein.
Die Fig. 2 zeigt, dass das Joch 2a aus Lamellen 2aλaus magnetischem Material zusammengesetzt ist. Es ist zur
Verbesserung der Anschaulichkeit nur ein Teil des Lamellenpakets 2a gezeigt. In der Praxis ist der gesamte Raum zwischen den Lagerplatten 8 mit Lamellen 2a Λ ausgefüllt. In den Lagerplatten 8 ist die Lagerung des Hebels 4 und damit des Ankers 7 mittels des Lagerrohrs 4a untergebracht. Die beiden Lagerplatten 8 sind durch zwei Jochseitenplatten 9 und 10 miteinander verbunden, wobei die Seitenplatten 9 und 10 in die Lagerplatten 8 eingeschweißt sind. Die Lamellen 2a λ weisen kleine Ausbuchtungen 2a λ λ auf, über die sie in die Seitenplatten 8, 9 eingehängt sind. Die Seitenplatten 9 und 10 können aus nicht magnetischem Material ausgeführt sein und sie können durch eine Isolierung 11 von den Lamellen 2a Λ elektrisch isoliert sein. Diese Isolierung kann auch durch einen Luftspalt geschehen. Die Seitenplatte 10 ist als Profil ausgebildet, so dass sie die Wicklung 2 b umgreifen kann. Das Profil erhöht die Biegesteifigkeit der Seitenplatte 10 zusätzlich in Querrichtung. Die beiden Seitenplatten 9 und 10 sind am oberen Ende des Jochs angebracht, deren Ausbuchtung wenig Magnetfluß aufweist und damit auch geringe Wirbelströme erzeugt.
Der Zusammenbau des Elektromagneten 2 geht in folgender Weise vor sich: Zuerst sind die Seitenplatten 9, 10 nur lose mit den Lagerplatten 8 verbunden. Die Lamellen 2a werden in die Seitenbleche 9, 10 eingehängt. Der Anker wird in die in Fig. 1 gezeigte Endstellung gebracht und die Lamellen oder das Lamellenpaket mit den Seitenblechen als stabilem Verbund so verschoben, dass die Lamellen auf dem Anker 7 direkt aufliegen oder mit einem vorgegebenen kleinen Luftspalt zu dem Anker 7 liegen. Nun wird das Joch, z. B. durch Magnetkraft auf den Anker gedrückt und zusätzlich werden die beiden Lagerplatten 8 auf das La- mellenpaket 2a gepreßt und danach die Seitenplatten 9, 10 mit den Lagerplatten bei 12 verbunden, z. B. verschweißt, verlötet oder verstemmt. Gegebenenfalls kann durch Zug- kraft auf die Seitenplatten eine zusätzliche Verspannung erzeugt werden.
Zum Verbinden des Lamellenpakets können die Lamellen ineinander passende Verzahnungen aufweisen und/oder es kön- nen z B. in Polnähe, z. B. bei 13 Verschweißungen der Lamellen 2 miteinander, und/oder eine ümspritzung des Lamellenpakets vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die Lamellen mit den Seitenplatten verschweißt, wobei zuvor das Lamellenpaket mit einer definierten Kraft zusammengepreßt werden kann.
Der Elektromagnet 3 kann in äquivalenter Weise zusammengebaut werden.
Die Fig. 1 und 2 zeigen, dass der gesamte Aktuator auf gemeinsamen Lagerplatten 8 angeordnet ist. Man kann die Lagerplatten 8 aber auch nach rechts erweitern und in diesen Erweiterungen der Lagerplatten 8 einen weiteren Aktuator in gleicher Weise, jedoch um 180° gedreht anordnen, wobei man darauf achten muß, die Hebelenden 4b und die von ihnen angetriebenen Ventile in Richtung in die Papierebene hinein gegeneinander zu versetzen.
Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei dem die linke Seitenplatte 10 wie in Fig. 1 und 2 ausgebildet ist. Dagegen bedeckt die rechte Seitenplatte 19 im Vergleich zur Seitenplatte 9 der Fig. 1 und 2 in viel stärkerem Ma- ße die Seitenfläche des Jochs 2a. Diese Seitenplatte 19 ist entlang ihren Kanten 20 wenigstens mit einem Teil der Lamellen 2a verschweißt. Diese Seitenplatte kann aus unmagnetischem Material bestehen; sie kann gegenüber den Lamellen 2a Λ mit Ausnahme der geschweißten Kanten 20 elektrisch isoliert sein. Diese kann auch so gestaltet werden, dass die Seitenplatte in die Lamellen eingesetzt wird, wie dies auf der rechten Bildhälfte gezeigt wird. Auch hier weisen die Lamellen 2a Λ die Ausbuchtung 2a Λ auf, um die Lamellen einhängen zu können. Alternativ dazu kann die Seitenplatte magnetisch leitend sein und ohne Isolierung am Joch anliegen, wodurch der Magnetfluß unterstützt wird. An den Enden ist auch diese Seitenplatte 19 mit den Lagerplatten 8 verbunden.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Doppelaktuator, wie er vorn angedeutet wurde. Auf der oberen Bildhälfte ist ein lamellierter Anker 25 gezeigt. Dieser ist mit einem geschnitten dargestellten Ankerrohr 21 verbunden, in dem ein Drehstab 22 verläuft. Es ist auch die Lagerung 23 und 23a des Ankerrohrs in der Lagerplatte gezeigt. Diese Lagerung 23 und 23a kann durch Gleit- oder Wälzlager rea- lisiert werden. Auf der linken Seite ist der Drehstab 22 mit dem Ankerrohr 21 und auf der rechten Seite mit einer gehäusefesten Drehstabaufnahme 24 verbunden, die wiederum mit einem Hebel 24a verbunden ist, der als Verlängerung wirkend ungefähr in der Mitte der Lagerplatte 25r mit dieser bei S verschweißt ist. Diese Verschweißung ermöglicht eine genaue Justage der Drehstabkraft, indem der Anker in die in Fig. 2 gezeigte Schließstellung des Ventils gebracht wird und anschließend der Drehstabhebel 24a solange verdreht wird, bis die entsprechende Kraft er- reicht ist. Anschließend erfolgt die Verschweißung. Es ist vorteilhaft ein hydraulisches Spielausgleichselement direkt mit dem Anker 25 zu verbinden und das dafür benötigte Drucköl, z. B. über eine Ventilbetätigungslamelle 25a des Ankers 25 dem zwischen Anker und Ventil angeord- neten Spielausgleichselement (nicht gezeigt) zuzuführen. Dazu ist ein Ölanschluß 26 notwendig, der mit einer Druckleitung einer Pumpe vorzugsweise der Motorschmieröl- pumpe verbunden ist. Damit das Drucköl nicht aus der Lagerung 23a austritt ist hinter diesem Lager ein Dichtelement 26a angeordnet. Das Drucköl gelangt über das Ankerrohr 21 in den Kanal 27 in der Ventilbetätigungslamelle 25a. Die Ventilbetätigungslamelle 25a ist außermittig angeordnet. Die entsprechende Lamelle des benachbarten Aktuators (unter Bildhälfte) ist mit 25a λ bezeichnet. Der Abstand der Lamellen 25a und 25a entspricht dem Ventilabstand. Hieraus ist der Vorteil dieser Anordnung er- kennbar, da sie in einem weiten Bereich an die Ventilabstände angepasst werden kann. Die Ventilbetätigungslamellen 25 a und 25a sind in das Ankerpaket eingebettet.
In die Lagerplatten 25L und 25r sind die Lagerbuchsen 28 eingeschweißt oder eingelötet. Zur genauen Fluchtung ge- schieht dies in einer entsprechenden Vorrichtung. Mittels Winkelstücken, von denen in der Fig. 6 das Winkelstück für die Lagerplatte 25L gezeigt ist, wird der Aktuator mit Schrauben 29 mit dem Zylinderkopf 35 verbunden. Die Lagerplatten sind relativ dünn ausgebildet (etwa 1,5 bis 2mm stark) . Die Endlamellen sind ca. 3mm stark, die andern Lamellen etwa 0,3mm.
Die untere Bildhälfte der Fig. 4 zeigt die entsprechenden Elemente des benachbarten Aktuators . Auf der unteren Bildhälfte ist links ein Teil des Ankerpakets 25 wegge- schnitten und das Lamellenpaket 30 eines Jochs mit einer dickeren Endlamelle 31 ist sichtbar. Die äußere Jochverstärkung wird durch die Seitenplatte 32 bewirkt, die bei S3 mit der Lagerplatte verschweißt ist. Zur inneren Jochverstärkung dient die Seitenplatte 33. Dies entspricht dem in den Fig. 1 und 3 gezeigten Aufbau. Hier ragt die innere Verstärkung nämlich die Jochseitenplatte 33 durch die Lagerplatte 25 hindurch und wird bei S2 mit dieser verschweißt .
Fig. 5 zeigt in Seitenansicht die Lagerplatte 25L. Fig. 4 zeigt den Blick in die eingezeichnete y-Richtung. Hier sind die Jochseitenplatten 32 und 33 gestrichelt gezeigt und im Vergleich zu Fig. 1 und 2 etwas anders dimensioniert und auch die Durchführung der Seitenplatte 33 durch eine Aussparung in der Lagerplatte 25L mit den entsprechenden Schweißstellen S2 ist zu sehen. Auch die Dreh- stabaufnahme 24 und der Hebel 24a sind hier zu erkennen. Die den Teilen 24 und 24a entsprechenden Elemente des links benachbarten Aktuators sind auf der Lagerplatte 25r diagonal gegenüberliegend angeordnet. Damit sind gleiche Teile verwendbar. Auch die Befestigungsschraube 29 ist zu sehen. Durch entsprechende Aussparungen der Lagerplatten 25L und 25r ragend die Spulen 34 hindurch. Deren Anschlüsse 34a sind damit für die Kontaktierung zum Verbindungskabel gut zugänglich. Das Jochlamellenpaket kann auch verschraubt werden mit eventuell zusätzlichen Ver- schweißungen oder Verklebungen oder anderen Verbindungsmöglichkeiten. Die in Fig. 5 links gezeigten Verschrau- bungen 37 und 37a bringen den Vorteil einer einfachen Ju- stage. Es kann z. B. auch nur der obere Magnet verschraubt werden und der untere verschweißt.
Auch ist denkbar, dass die dickeren Jochendlamellen 31 z. B. für die beiden unten liegenden Magnete in einer Art Brücke verbunden sind, um eine einfachere Montage zu ermöglichen und eine weitere Versteifung der Lagerplatten zu erreichen. Auch kann der Aktuator der Fig. 4 und 5 zur besseren Wärmeableitung in den Zylinderkopf 35 eingebettet werden, wie das Fig. 5 unten zeigt, wobei die Einbau- toleranzen des Luftspalts durch wärmeleitende Füllstoffe ausgeglichen werden können. Auch ist es denkbar, die Wärmeabfuhr für die oberen Magnete dadurch zu verbessern, dass ein Wärmeleitblech 36 eingesetzt wird, welches die Wärme von der Oberseite der Magnete zum Zylinderkopf abführt .
Die Lagerplatten 25Lχ und 25r müssen um nur einen kleinen Nebenschluss herzustellen zumindest im Bereich des Ankers un- oder nur schwach magnetisch sein. In den daneben lie- genden Bereichen kann das Material magnetisch sein. Das unmagnetische Material, z. B. V2A kostet ein Vielfaches des magnetisch leitenden Materials. Daher ist es denkbar eine Trennung bei 25LT durchzuführen, derart, dass der mittlere Teil 25LM unmagnetisch und der benachbarte Teil oben 25Lo und entsprechend unten magnetisch ist.
Um eine gute Wärmeabfuhr zu erzeugen sollte der Aktuator bündig mit der Lagerplatten 25Lund 25r montiert, bzw. justiert werden.
Fig. 5 und Fig. 6 zeigen die Befestigung des Aktuators mittels der Befestigungsschraube 29 am Zylinderkopf 35.
Als Alternative zu der Schraube 29 kann gemäß Fig. 6 eine Schaftschraube 29a verwendet werden mit einem Sechskant am oberen Ende. Diese Ausführung hat Montagevorteile bezüglich der Zugänglichkeit beim Aufsetzen auf den Zylin- derkopf.

Claims

Patentansprüche
1) Elektromagnet (2, 3) mit einem eine elektrische
Wicklung (2b, 3b) aufweisenden Joch (2a, 3a) und einem den Polen des Jochs (2a, 3a) gegenüberliegenden Anker (7), wobei das Joch (2a, 3a) aus Lamellen (2a ) zusammengesetzt ist und Mittel (8, 9, 10 ) zum Zusammenhalt des Lamellenpakets (2a) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenpaket (2a) zwischen Endplatten, insbesondere Lagerplatten (8) angeordnet ist, dass diese durch längs des Lamellenpakets (2a) verlaufende, biegesteife Seitenplatten, insbesondere Jochseitenplatten (9, 10) miteinander verbunden sind, und dass die Lagerung des Ankers (7) in den Lagerplatten (8) untergebracht ist.
2) Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (2a') Ausbuchtungen (2a λ) aufweisen, die ein Einhängen der Lamellen (2a λ) zwischen die Jochseitenplatten (9, 10) ermöglichen.
3) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- durch gekennzeichnet, dass Ausbuchtungen (2aΛ λ) in der Nähe des von den Polen des Jochs (2a) abgewandten Endes des Jochs (2a) vorgesehen sind.
4) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch kraft- oder formschlüssige Fügeverfahren (z. B. Schweißen, Löten, Kleben, Verstemmen oder Einpassen) hergestellt ist.
5) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da- durch gekennzeichnet, dass die Jochseitenplatten (8,
9) aus unmagnetischem Material sind.
6) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochseitenplatten (9,
10) gegenüber dem Lamellenpaket (2a) elektrisch iso- liert (11) sind.
7) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Seitenplatte (10) ein Profil aufweist.
8) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da- durch gekennzeichnet, dass benachbarte Lamellen durch eine Verzahnung ( z. B. sogenannte Stanzpake- tierung) miteinander verbunden sind.
9) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 8, , dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (2aΛ), insbesondere in Polnähe wenigstens teilweise zusätzlich durch eine Verschweißung oder Verlötung (bei 13) miteinander verbunden sind.
10) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass die Herstellung der Ver- bindung der Jochseitenplatten (9, 10) mit den Lagerplatten (8) unter Verspannen des Lamellenpakets (2aλ) erfolgt. 11) Elektromagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch seine Anwendung als Teil eines elektromagnetischen Aktuators (1), bei dem der Anker (7) durch Magnetkraft (2, 3) in Verbindung mit zwei entgegengesetzt gerichteten Federkräften (6) in zwei Endstellungen gebracht wird und bei dem die Ankerbewegungen in die beiden Endstellungen zum Antrieb eines Ventils eines Verbrennungsmotors genutzt wird (über Verlängerung 4b) .
12) Elektromagnet nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das Verbinden eines Endes der Seitenplatten (9, 10) mit der entsprchenden Endplatte (8) unter Zusammenpressen des Lamellenpakets (2a λ) und der Endplatten (8) er- folgt.
13) Elektromagnet nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Lagerplatten (8) die Lagerung des Hebels (4) und damit des Ankers (7) über dessen Lagerrohr (4a) untergebracht ist.
14) Aktuator nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an den Lagerplatten (8) die Jochseitenplatten (9, 10) zweier Elektromagnete befestigt sind und dass diese Anordnung des Aktuators eine Montageeinheit darstellt.
15) Aktuator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlamellen (31) des Lamellenpakets (30) im Vergleich zu den andern Lamellen ( Faktor 5 bis 10) dicker ausgebildet sind und mit den Lagerplatten (25r, 25L) verbunden sind und dass die Lagerplatten (25L, 25r) selbst dazu relativ dünn (1, 5 bis 2mm) ausgebildet sind.
16) Aktuator nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (7) in den Lagerplat- ten (8) schwenkbar gelagert ist und eine mit dem Anker verbundene Drehfeder (5) wenigstens einen Teil der Federkräfte liefert.
17) Aktuator nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass er zusammen mit einem weiteren Aktuator eine Einheit bildet, die für beide Aktuato- ren gemeinsame Lagerplatten (25r, 25L) aufweist, wobei sich die Aktuatoren gegenüberliegen (Fig. 4, Fig. 5) .
18) Aktuatoranordnung nach Anspruch 17, dadurch gekenn- zeichnet, dass die sich gegenüberliegenden Aktuatoren außermittig am Anker angebrachte Betätigungselemente für die Ventile aufweisen und um 180° gegeneinander verdreht angeordnet sind (Fig. 4) .
19) Aktuatoranordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsamen Lagerplatten
(25r, 25L) auf einem Zylinderkopf oder Aktuatorträger befestigt sind.
20) Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Justage das Lagerspiel dadurch eliminiert wird, dass die Lagerung (4a) vorzugsweise in Richtung zum Magneten (2 und 3) hingedrückt wird. 21) Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerplatten (25r, 25L) durch Schrauben (37, 37a) miteinander verbunden sind.
22) Aktuatoranordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Jochseitenplatten (32, 33) mit den Lagerplatten (25r, 25L) verbunden (z. B. verschweißt, verklebt, verlötet) sind.
23) Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsen (23) zur Lagerung der Anker (25) kraft- und/oder formschlüssig in die Lagerplatten (25r, 25L) eingebracht sind.
24) Aktuatoranordnung nach Anspruch 23, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Lagerbuchsen (23) zumindest näherungsweise auf der Mittellinie der Lagerplatten (25r, 25L) angeordnet sind.
25) Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 18 bis
24, dadurch gekennzeichnet, dass zur Justage des Drehstabes der Anker in zumindest eine Endstellung (z. B. Aufliegen auf dem Magneten 2) gebracht wird, dass hierbei der Drehstab mittels eines Hebels (24a) auf einen bestimmten Wert vorgespannt wird und dass anschließend der Hebel (24a) festgelegt wird (ver- schweißt) .
26) Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 18 bis
25, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlamellen (31) zweier Lamellenpakete wenigstens teilweise durch eine Brücke miteinander verbunden sind. 27) Aktuatoranordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerplatten (25r, 25L) aus mehreren Teilplatten (25LO, 25LM) zusammengesetzt sind, dass eine der Teilplatten (25LM) aus weitgehend unmagnetischem Material besteht und dass diese Teilplatte (25LM) im Bereich der Anker (25) angeordnet ist.
28) Aktuator nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerplatten (25E, 25L) mit- tels eines Winkelstücks mit einem Aktuatorträger oder dem Zylinderblock (35) verbunden, insbesondere verschraubt sind.
29) Verfahren zur Herstellung einer Aktuatoranordnung, gemäß den Ansprüchen 18 bis 27, dadurch gekennzeich- net, dass der Anker (25) in die polnahe Endstellung gebracht wird, dass das Lamellenpaket auf minimalen Luftspalt zum Anker (25) justiert wird, dass dann das Lamellenpaket zusammengepreßt wird und dass anschließend die Verbindungen zwischen den Lagerplatten (25r, 25L) und den Seitenplatten (32, 39) vorzugsweise gleichzeitig auf beiden Seiten erzeugt werden .
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