EP1310634A2 - Magnetsteller für einen Nockenwellenversteller - Google Patents

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EP1310634A2
EP1310634A2 EP02020511A EP02020511A EP1310634A2 EP 1310634 A2 EP1310634 A2 EP 1310634A2 EP 02020511 A EP02020511 A EP 02020511A EP 02020511 A EP02020511 A EP 02020511A EP 1310634 A2 EP1310634 A2 EP 1310634A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetic
magnetic actuator
camshaft
sensor elements
circuit board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02020511A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1310634A3 (de
Inventor
Klaus Packmann
Jens Nicolai
Harald Barth
Kai Elmering
Ludwig Freund
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.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10215727A external-priority patent/DE10215727A1/de
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP1310634A2 publication Critical patent/EP1310634A2/de
Publication of EP1310634A3 publication Critical patent/EP1310634A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • 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
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L2001/0537—Double overhead camshafts [DOHC]
    • 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
    • F01L2301/00—Using particular materials
    • 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
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
    • 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
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/04—Sensors
    • F01L2820/041—Camshafts position or phase sensors

Definitions

  • the invention relates to a magnetic actuator for a Camshaft adjuster, with a basic body, with provided on the housing base body receiving portions for receiving at least one magnetic body, the Magnetic body for actuating a coaxial to the camshaft arranged, causing the adjustment of the camshaft Actuating means is provided.
  • a means of adjustment in particular hydraulic valves are used, which by the magnetic body can be actuated in the axial direction.
  • Known magnetic actuators have a basic housing body Cast metal, in particular cast aluminum. To the The magnetic bodies are screwed onto the basic body. To Supplying the magnetic body with electrical current is one Wiring required.
  • camshaft adjusters are for example from DE 196 54 926 A1 or DE 199 55 507 A1 known. These camshaft adjusters are in the drive connection of the camshaft to the crankshaft arranged and carried by a central clamping screw, which in turn engages the camshaft coaxially and connects to the camshaft. The Clamping screw is in her on the camshaft adjoining area to adjust the Phase position of the camshaft relative to the crankshaft rotatable transmission parts of the camshaft adjuster.
  • the clamping screw is centered with respect to the camshaft, which in the area of the Screw shaft forms the housing of a control spool, which in turn can be moved over the magnetic actuator.
  • the magnetic actuator is to the housing of the internal combustion engine lockable while using the magnetic adjuster cooperating anchors connected to the spool is.
  • This arrangement of the magnetic actuator on the outside of the housing the internal combustion engine has the advantage that the Magnetic plate on the anchor after assembling the Camshaft and the camshaft adjuster aligned can be, so that between the magnetic body and the Anchors have comparatively small gap cross sections, such as they are required to have sufficiently large actuating forces relatively small coil and magnetic body size too realize.
  • the present invention is based on the object to provide a magnetic actuator that is simple and is inexpensive to manufacture and in particular Cabling effort saved.
  • the Housing base made of plastic, in particular glass fiber reinforced plastic, and that at the Plastic arranged or injected into the plastic Conductor tracks are provided that have a central electrical connection with the at least one Magnetic body and / or with the adjustment or the movement of the sensor elements detecting the camshaft.
  • the plastic is advantageously a thermoplastic.
  • the Invention has the advantage that starting from one central connection of all electrical power required components of the magnetic actuator by means of Conductor tracks are supplied. Wiring the Magnetic body is therefore omitted.
  • the plastic injected conductive traces is advantageous in that are inaccessible and therefore not damaged can.
  • the invention builds Magnetic actuator very compact.
  • An advantageous embodiment of the invention provides Basic housing body pockets for receiving the sensor elements in front. This has the advantage that the separate protective housing Sensor elements can be omitted.
  • the sensor elements can be embedded in the main body of the housing so that they are not accessible or are difficult to access. For safe Attachment of the sensor elements can this after Insert in the respective pockets with a appropriate plastic can be cast.
  • the pockets are advantageously in the range between two receiving sections. This has the advantage that the Bags or the sensor elements locally close to each other lie, which makes the conductor tracks relatively short and therefore can be kept immune to interference and easy to assemble.
  • Another advantageous embodiment of the invention results when the sensor elements on a Printed circuit board are arranged. This has the advantage that additional, required electrical components together can be preassembled and handled.
  • the housing base body preferably has a receptacle for the printed circuit board.
  • the circuit board is then protective arranged in the recording.
  • the PCB not the main body of the housing.
  • the Surface design corresponds to the recording advantageously the negative of the topography of the Printed circuit board.
  • the recording is advantageously in the range between two receiving sections. With one board you can consequently several, in particular two, sensor elements Electricity are supplied. One sensor element each Detection of the rotational movement of a camshaft is provided.
  • the Conductor tracks from the central connection for receiving and contact the circuit board. This eliminates Cabling effort between receptacle and board.
  • Another advantageous embodiment of the invention is characterized in that the conductor tracks with the Magnetic bodies electrically connected via the printed circuit boards are. This has the advantage that only the PCB must be supplied with power. About the Circuit board are then energized the magnetic body. Lies the printed circuit board between two receiving sections, so it can, for example, both magnetic bodies with electricity supply.
  • the magnetic bodies see electrical connection means before that extend to the recording and the Contact the circuit board. This eliminates Cabling effort between the circuit board and the Magnetic bodies.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that all conductor tracks run parallel next to each other and preferably lie in one plane. This has the advantage that the risk of incorrect contacts intersecting Conductor tracks is avoided.
  • the sensor elements coaxial to the longitudinal axis of the magnetic body or the each camshaft run.
  • a precise and easy attachment of the sensor elements to the Basic body made.
  • Another embodiment of the invention provides that one sensor element each with the respective one Adjustment means or with the respective camshaft non-rotatably coupled encoder wheel detected.
  • the encoder wheel can do this be trained that it is about a certain Angle section outputs signals to the sensor element. It is conceivable that the encoder wheel at least in sections has magnetized material, then the Sensor element is designed as a magnetic field sensor element.
  • the encoder wheel is preferably a stamped or bent part educated. Especially when the sensor elements run coaxial to the longitudinal axis of the magnetic body, offer stamped and / or bent parts, the encoder sections perpendicular to the longitudinal axis of the sensor elements or the Magnetic body or the camshaft run.
  • the magnetic body is advantageously a pressure magnet educated.
  • the magnetic body When the magnetic body is energized, consequently on the actuating means interacting with the magnetic body exerted pressure in the axial direction.
  • the adjusting means can be in its initial position by compression springs be returned.
  • the magnetic actuator 10 includes one Basic housing body 12, which has fastening sections 14 can be flanged to a housing that the Camshaft and crankshaft of an internal combustion engine includes.
  • the one on a housing, not shown Internal combustion engine screw-on housing base body 12 2 has two circular cylindrical openings 16 on. There is one around each of the openings 16 Receiving section 18 for the arrangement of one Magnetic body 20 is provided.
  • the one made of plastic and preferably glass fiber reinforced housing base body 12 looks at his Top two pockets 22 in front, one in each Sensor element 24 can be used.
  • the two in the 2 are clearly recognizable sensor elements 24 each arranged on a printed circuit board 26.
  • the Surface design of the pockets 22 corresponds to Essentially the negative of the topography of the sensor elements 24 This ensures that the sensor elements 24 are seated securely guaranteed in the pockets.
  • Fig. 2 shows injected into the base body 12 Conductor tracks 28, the free ends 30 in a central electrical connection 32 open.
  • the free ends 30 of the Conductors 28 are bent and protrude from the Basic body 12 out. You will be from one to the Basic body 12 molded plug connector 34 protectively surround.
  • the free ends 36 of the conductor tracks 28 protrude in the area the magnetic body 20 out of the housing base body 12. These free ends 36 are in the assembled state the connection means 38 provided to the magnetic bodies 20 contacted. The contact is advantageously made when placing the magnetic body 20 in their intended Position on the receiving sections 18. For permanent The free ends 36 are advantageously contacted soldered or welded to the connection means. to Attachment of the magnetic body 20 to the basic housing body 12 fastening screws 40 are provided. Between the Housing basic body 12 and the magnetic bodies 20 are advantageously inserted or molded sealing rings.
  • the conductor tracks 28 also provide free ends 42 which itself within the housing body 12 to the Pockets 22 extend. When inserting the sensor elements 24 together with printed circuit boards 26, contact is made with the Printed circuit boards 26 with the free ends 42 of the conductor track 28th
  • Printed circuit boards 26 and the connecting means 38 with the free ends 42 of the conductor tracks 28 are the corresponding areas with potting compound 44, as in Fig. 1 is filled.
  • FIG. 3 to 8 show a second invention Magnetic actuator 50.
  • the corresponding to the magnetic actuator 10 Components are in the magnetic actuator 50 with corresponding Provide reference numbers.
  • the magnetic actuator 50 differs from that Magnetic actuator 10 in that the sensor elements 24 a common circuit board 52 are arranged.
  • the Printed circuit board 52 which is particularly evident in FIG. 6 can be seen, is mounted in a receptacle 54 Condition arranged.
  • the recording 54 is in the area between the two receiving sections 18th
  • the conductor tracks 56 shown in FIG. 5 extend from the central connection 32 to the receptacle 54, wherein the free ends 58 in the central connection 32 from the Protruding basic body 12.
  • the free ends 60 of the parallel to each other, in a multiple curved conductor tracks protrude in the area of Recording 54 out of the housing base body 12.
  • Printed circuit board 52 contacted with the free ends 60 such as it is shown in Fig. 6.
  • connection means 62 are attached to the receiving sections 18 the magnetic body 20 with contacts of the printed circuit board 52 contacted.
  • the magnetic bodies 20 are energized consequently, as is clear from FIG. 7, about the PCB 52.
  • housing of the internal combustion engine flanged state is on the magnetic body 20th opposite side of the housing base body 12 with a respective sensor element 24 cooperating with the respective actuating means or with the respective camshaft rotatably coupled encoder wheel 64 is provided. That the Rotary movement of the adjusting means or the camshaft following The encoder wheel has various encoder sections 66, which at Pass the sensor element 24 to a sensor signal to lead.
  • the encoder wheel 64 is advantageously a punch and Bent part trained in the manufacture is inexpensive.
  • the sensor elements 24 are coaxial in the magnetic actuator 50 arranged to the longitudinal axis of the magnetic body 20.
  • the Transmitter sections 66 therefore largely extend into one perpendicular to the longitudinal axis of the magnetic body 20 trending level.
  • a magnetic field acts an anchor, not shown, with the adjusting means or is coupled to the camshaft.
  • the adjusting means acts an anchor, not shown, with the adjusting means or is coupled to the camshaft.
  • Embodiment of the magnetic body is generated over the Magnetic field either the armature towards the magnetic body 20 axially tightened or repelled. This will result in a axial adjustment of the adjusting means.
  • the magnetic actuator 50 has the magnetic actuator 10 den Advantage that by moving the sensor elements nearby of the central electrical connection 32, the conductor tracks 56 compared to the conductor tracks 28 are greatly simplified. Furthermore, by centrally arranging the sensor elements 24 the use of only one circuit board 52 possible, whereby the sensor elements 24 with the Printed circuit board 52 handled as a common pre-assembly group can be.
  • Both described magnetic actuators 10 and 50 have the Advantage that they are only from the top are mountable.
  • the individual components can be vertical to the base of the main body of the housing. The assembly can be done by machine.
  • the magnetic actuator 50 accordingly the magnetic actuator 10
  • the receptacle 54 with potting compound be sealed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Magnetsteller (10,50) für einen Nockenwellenversteller, mit einem Gehäusegrundkörper (12), mit an dem Gehäusegrundkörper (12) vorgesehenen Aufnahmeabschnitten (18) zur Aufnahme von wenigstens einem Magnetkörper (20), wobei der Magnetkörper (20) zur Betätigung eines koaxial zur Nockenwelle angeordneten, die Verstellung der Nockenwelle bewirkenden Stellmittels vorgesehen ist.
Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass der Gehäusegrundkörper (12) aus Kunststoff, inbesondere glasfaserverstärktem Kunstoff, ist und dass an den Kunststoff angeordnet oder in den Kunstoff eingespritzt Leiterbahnen (28,56) vorgesehen sind, die einen zentralen elektrischen Anschluss (32) mit dem wenigstens einen Magnetkörper (20) und/oder mit die Verstellung bzw. die Bewegung der Nockenwelle erfassenden Sensorelementen (24) verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetsteller für einen Nockenwellenversteller, mit einem Gehäusegrundkörper, mit an dem Gehäusegrundkörper vorgesehenen Aufnahmeabschnitten zur Aufnahme von wenigstens einem Magnetkörper, wobei der Magnetkörper zur Betätigung eines koaxial zur Nockenwelle angeordneten, die Verstellung der Nockenwelle bewirkenden Stellmittels vorgesehen ist. Als Stellmittel können insbesondere Hydraulikventile Verwendung finden, die von dem Magnetkörper in axialer Richtung betätigbar sind.
Bekannte Magnetsteller weisen einen Gehäusegrundkörper aus Metallguss, insbesondere aus Aluminiumguss, auf. An den Gehäusegrundkörper sind die Magnetkörper angeschraubt. Zur Versorgung der Magnetkörper mit elektrischem Strom ist eine Verkabelung erforderlich. Solche Nockenwellenversteller sind beispielsweise aus der DE 196 54 926 A1 oder der DE 199 55 507 A1 bekannt. Diese Nockenwellensteller sind in der Antriebsverbindung der Nockenwelle zur Kurbelwelle angeordnet und über eine zentrale Spannschraube getragen, die ihrerseits koaxial zur Nockenwelle in diese eingreift und die Verbindung zur Nockenwelle herstellt. Die Spannschraube ist in ihrem an die Nockenwelle anschließenden Bereich Träger der zur Verstellung der Phasenlage der Nockenwelle zur Kurbelwelle gegeneinander verdrehbaren Übertragungsteile des Nockenwellenverstellers. Die Spannschraube ist bezüglich der Nockenwelle zentriert, die in dem an die Nockenwelle anschließenden Bereich des Schraubschaftes das Gehäuse eines Steuerschiebers bildet, der seinerseits über den Magnetsteller verschiebbar ist. Der Magnetsteller ist zum Gehäuse der Brennkraftmaschine festlegbar, während der mit dem Magnetsteller zusammenwirkende Anker mit dem Steuerschieber verbunden ist. Diese Anordnung des Magnetstellers außen am Gehäuse der Brennkraftmaschine hat den Vorteil, dass der Magnetsteller auf den Anker nach der Montage der Nockenwelle und des Nockenwellenstellers ausgerichtet werden kann, so dass sich zwischen dem Magnetkörper und dem Anker vergleichsweise kleine Spaltquerschnitte ergeben, wie sie erforderlich sind, um hinreichend große Stellkräfte bei verhältnismäßig kleiner Spulen- und Magnetkörpergröße zu realisieren.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnetsteller bereitzustellen, der einfach und kostengünstig in der Herstellung ist und der insbesondere Verkabelungsaufwand einspart.
Diese Aufgabe wird mit einem Magnetsteller der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Gehäusegrundkörper aus Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff, ist und dass an den Kunststoff angeordnet oder in den Kunststoff eingespritzt Leiterbahnen vorgesehen sind, die einen zentralen elektrischen Anschluss mit dem wenigstens einen Magnetkörper und/oder mit die Verstellung bzw. die Bewegung der die Nockenwelle erfassenden Sensorelemente verbinden. Der Kunststoff ist vorteilhafterweise ein Thermoplast. Die Erfindung hat den Vorteil, dass ausgehend von dem einen zentralen Anschluss sämtliche elektrischen Strom benötigende Bauteile des Magnetstellers mittels der Leiterbahnen versorgt werden. Eine Verkabelung der Magnetkörper entfällt folglich. Bei in den Kunststoff eingespritzten Leiterbahnen ist vorteilhaft, dass diese nicht zugänglich sind und folglich nicht beschädigt werden können. Neben einer Minimierung der Anzahl der elektrischen Steckverbindungen wird die Anzahl der Bauteile der Vorrichtung reduziert. Insgesamt baut der erfindungsgemäße Magnetsteller sehr kompakt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht am Gehäusegrundkörper Taschen zur Aufnahme der Sensorelemente vor. Dies hat den Vorteil, dass separate Schutzgehäuse der Sensorelemente entfallen können. Die Sensorelemente können so in den Gehäusegrundkörper eingebettet werden, dass sie nicht oder nur schwer zugänglich sind. Zur sicheren Befestigung der Sensorelemente können diese nach dem Einsetzen in die jeweiligen Taschen mit einem entsprechenden Kunststoff vergossen werden.
Vorteilhafterweise liegen die Taschen im Bereich zwischen zwei Aufnahmeabschnitten. Dies hat den Vorteil, dass die Taschen bzw. die Sensorelemente örtlich nahe beieinander liegen, wodurch die Leiterbahnen relativ kurz und damit störunanfällig und leichtmontierbar gehalten werden können.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dann, wenn die Sensorelemente auf einer Leiterplatine angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass zusätzliche, erforderliche elektrische Bauteile gemeinsam vormontiert und gehandhabt werden können.
Besonders vorteilhaft ist, wenn mehrere Sensorelemente, vorzugsweise alle Sensorelemente, auf einer Leiterplatine angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Sensorelemente zusammen mit der gemeinsamen Leiterplatine vormontiert werden können und mit dieser handhabbar sind. Material- und Fertigungsaufwand wird folglich reduziert.
Vorzugsweise weist der Gehäusegrundkörper eine Aufnahme für die Leiterplatine auf. Die Leiterplatine ist dann schützend in der Aufnahme angeordnet. Vorteilhafterweise überragt die Leiterplatine den Gehäusegrundkörper nicht. Die Oberflächengestaltung der Aufnahme entspricht vorteilhafterweise dem Negativ der Topographie der Leiterplatine.
Die Aufnahme liegt vorteilhafterweise im Bereich zwischen zwei Aufnahmeabschnitten. Mit der einen Platine können folglich mehrere, insbesondere zwei Sensorelemente mit Strom versorgt werden. Jeweils ein Sensorelement ist zur Erfassung der Drehbewegung einer Nockenwelle vorgesehen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Leiterbahnen von dem zentralen Anschluss zur Aufnahme und kontaktieren die Leiterplatine. Damit entfällt Verkabelungsaufwand zwischen Aufnahme und Platine.
Eine andere, vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Leiterbahnen mit den Magnetkörpern über die Leiterplatinen elektrisch verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass lediglich die Leiterplatine mit Strom zu versorgen ist. Über die Leiterplatine werden dann die Magnetkörper bestromt. Liegt die Leiterplatine zwischen zwei Aufnahmeabschnitten, so kann sie beispielsweise beide Magnetkörper mit Strom versorgen.
Die Magnetkörper sehen hierbei elektrische Anschlussmittel vor, die sich bis hin zur Aufnahme erstrecken und die Leiterplatine kontaktieren. Dadurch entfällt Verkabelungsaufwand zwischen der Leiterplatine und den Magnetkörpern.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass sämtliche Leiterbahnen parallel nebeneinander verlaufen und vorzugsweise in einer Ebene liegen. Dies hat den Vorteil, dass die Gefahr von Fehlkontakten bei sich kreuzenden Leiterbahnen vermieden wird.
Erfindungsgemäß ist ferner denkbar, dass die Sensorelemente koaxial zur Längsachse des Magnetkörpers bzw. der jeweiligen Nockenwelle verlaufen. Hierdurch kann eine genaue und einfache Befestigung der Sensorelemente an dem Gehäusegrundkörper erfolgen.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein Sensorelement jeweils ein mit dem jeweiligen Stellmittel bzw. mit der jeweiligen Nockenwelle drehfest gekoppeltes Geberrad erfasst. Das Geberrad kann hierbei so ausgebildet sein, dass es über einen bestimmten Winkelabschnitt Signale an das Sensorelement abgibt. Denkbar ist, dass das Geberrad wenigstens abschnittsweise magnetisiertes Material aufweist, wobei dann das Sensorelement als Magnetfeldsensorelement ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist das Geberrad als Stanz- oder Biegeteil ausgebildet. Insbesondere dann, wenn die Sensorelemente koaxial zur Längsachse des Magnetkörpers verlaufen, bieten sich Stanz- und/oder Biegeteile an, deren Geberabschnitte senkrecht zur Längsachse der Sensorelemente bzw. des Magnetkörpers oder der Nockenwelle verlaufen.
Vorteilhafterweise ist der Magnetkörper als Druckmagnet ausgebildet. Bei Bestromung des Magnetkörpers wird folglich auf die mit dem Magnetkörper zusammenwirkenden Stellmittel in axialer Richtung Druck ausgeübt. Über beispielsweise Druckfedern kann das Stellmittel in seine Ausgangslage rückgeführt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert ist.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1:
einen erfindungsgemäßen Magnetsteller in perspektivischer Ansicht von schräg oben;
Fig. 2:
den Magnetsteller gemäß Fig. 1 in Explosionsdarstellung;
Fig. 3:
einen zweiten erfindungsgemäßen Magnetsteller in perspektivischer Ansicht von schräg oben;
Fig. 4:
den Gehäusegrundkörper des Magnetstellers gemäß Fig.3; und
Fig. 5, 6, 7 und 8:
verschiedene Einzelteile des Magnetstellers gemäß Fig. 3.
In den Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Magnetsteller 10 für einen Nockenwellenversteller, der nicht dargestellt ist, gezeigt. Der Magnetsteller 10 umfasst einen Gehäusegrundkörper 12, der über Befestigungsabschnitte 14 an ein Gehäuse angeflanscht werden kann, das die Nockenwelle und Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors beinhaltet.
Der an einem nicht dargestellten Gehäuse einer Brennkraftmaschine anschraubbare Gehäusegrundkörper 12 weist gemäß Fig. 2 zwei kreiszylindrische Durchbrüche 16 auf. Um die Durchbrüche 16 herum ist jeweils ein Aufnahmeabschnitt 18 zur Anordnung von jeweils einem Magnetkörper 20 vorgesehen.
Der aus Kunststoff ausgebildete und vorzugsweise glasfaserverstärkte Gehäusegrundkörper 12 sieht an seiner Oberseite zwei Taschen 22 vor, in die jeweils ein Sensorelement 24 eingesetzt werden kann. Die beiden in der Fig. 2 deutlich zu erkennenden Sensorelemente 24 sind jeweils auf einer Leiterplatine 26 angeordnet. Die Oberflächengestaltung der Taschen 22 entspricht im Wesentlichen dem Negativ der Topographie der Sensorelemente 24 Dadurch wird ein sicheres Sitzen der Sensorelemente 24 in den Taschen gewährleistet.
Fig. 2 zeigt in den Grundkörper 12 eingespritzte Leiterbahnen 28, deren freie Enden 30 in einen zentralen elektrischen Anschluss 32 münden. Die freien Enden 30 der Leiterbahnen 28 sind dabei abgebogen und ragen aus dem Gehäusegrundkörper 12 heraus. Sie werden von einem an den Gehäusegrundkörper 12 angeformten Steckeranschluss 34 schützend umgeben.
Die freien Enden 36 der Leiterbahnen 28 ragen im Bereich der Magnetkörper 20 aus dem Gehäusegrundkörper 12 heraus. Diese freien Enden 36 werden im montierten Zustand mit an den Magnetkörpern 20 vorgesehenen Anschlussmitteln 38 kontaktiert. Die Kontaktierung erfolgt vorteilhafterweise beim Aufsetzen der Magnetkörper 20 in ihrer vorgesehenen Position auf die Aufnahmeabschnitte 18. Zur dauerhaften Kontaktierung werden die freien Enden 36 vorteilhafterweise mit den Anschlussmitteln verlötet oder verschweißt. Zur Befestigung der Magnetkörper 20 an dem Gehäusegrundkörper 12 sind Befestigungsschrauben 40 vorgesehen. Zwischen dem Gehäusegrundkörper 12 und den Magnetkörpern 20 sind vorteilhafterweise Dichtringe eingelegt oder angespritzt.
Die Leiterbahnen 28 sehen ferner freie Enden 42 vor, die sich innerhalb des Gehäusegrundkörpers 12 bis hin zu den Taschen 22 erstrecken. Beim Einsetzen der Sensorelemente 24 samt Leiterplatinen 26 erfolgt eine Kontaktierung der Leiterplatinen 26 mit den freien Enden 42 der Leiterbahn 28.
Zum dauerhaften Haltern der Sensorelemente 24 samt Leiterplatinen 26 und den Anschlussmitteln 38 mit den freien Enden 42 der Leiterbahnen 28 werden die entsprechenden Bereiche mit Vergussmittel 44, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, aufgefüllt.
Die Fig. 3 bis 8 zeigen einen zweiten erfindungsgemäßen Magnetsteller 50. Die dem Magnetsteller 10 entsprechenden Bauteile sind bei dem Magnetsteller 50 mit entsprechenden Bezugszahlen versehen.
Der Magnetsteller 50 unterscheidet sich von dem Magnetsteller 10 dadurch, dass die Sensorelemente 24 auf einer gemeinsamen Leiterplatine 52 angeordnet sind. Die Leiterplatine 52, die insbesondere in Fig. 6 deutlich zu erkennen ist, ist in einer Aufnahme 54 im montierten Zustand angeordnet. Die Aufnahme 54 liegt im Bereich zwischen den beiden Aufnahmeabschnitten 18.
Die in der Fig. 5 dargestellten Leiterbahnen 56 erstrecken sich von dem zentralen Anschluss 32 zur Aufnahme 54, wobei die freien Enden 58 im zentralen Anschluss 32 aus dem Gehäusegrundkörper 12 herausragen. Die freien Enden 60 der parallel zueinander verlaufenden, in einer mehrfach gebogenen Ebene liegenden Leiterbahnen ragen im Bereich der Aufnahme 54 aus dem Gehäusegrundkörper 12 heraus. Beim Einlegen der Leiterplatine 52 in die Aufnahme 54 wird die Leiterplatine 52 mit den freien Enden 60 kontaktiert, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Beim Aufsetzen der Magnetkörper auf die Aufnahmeabschnitte 18 werden die Anschlussmittel 62 der Magnetkörper 20 mit Kontakten der Leiterplatine 52 kontaktiert. Die Bestromung der Magnetkörper 20 erfolgt folglich, wie deutlich aus Fig. 7 hervorgeht, über die Leiterplatine 52.
Im an das nicht dargestellte Gehäuse der Brennkraftmaschine angeflanschten Zustand ist auf der dem Magnetkörper 20 abgewandten Seite des Gehäusegrundkörpers 12 ein mit dem jeweiligen Sensorelement 24 zusammenwirkendes, mit dem jeweiligen Stellmittel bzw. mit der jeweiligen Nockenwelle drehfest gekoppeltes Geberrad 64 vorgesehen. Das der Drehbewegung des Stellmittels bzw. der Nockenwelle folgende Geberrad weist verschiedene Geberabschnitte 66 auf, die bei Vorbeiführen an dem Sensorelement 24 zu einem Sensorsignal führen. Das Geberrad 64 ist vorteilhafterweise als Stanzund Biegeteil ausgebildet, das in der Herstellung kostengünstig ist.
Die Sensorelemente 24 sind bei dem Magnetsteller 50 koaxial zur Längsachse der Magnetkörper 20 angeordnet. Die Geberabschnitte 66 erstrecken sich deshalb weitgehend in einer zur Längsachse der Magnetkörper 20 senkrecht verlaufenden Ebene.
Bei Bestromung der Magnetkörper 20 wirkt ein Magnetfeld auf einen nicht dargestellten Anker, der mit den Stellmitteln bzw. mit der Nockenwelle gekoppelt ist. Je nach Ausführungsform der Magnetkörper wird über das erzeugte Magnetfeld entweder der Anker in Richtung der Magnetkörper 20 axial angezogen oder abgestossen. Hierdurch erfolgt ein axiales Verstellen der Stellmittel.
Der Magnetsteller 50 hat gegenüber dem Magnetsteller 10 den Vorteil, dass durch Verlegen der Sensorelemente in die Nähe des zentralelektrischen Anschlusses 32 die Leiterbahnen 56 gegenüber den Leiterbahnen 28 stark vereinfacht sind. Ferner wird durch zentrales Anordnen der Sensorelemente 24 die Verwendung von lediglich einer Leiterplatine 52 möglich, wodurch die Sensorelemente 24 mit der Leiterplatine 52 als gemeinsame Vormontagegruppe gehandhabt werden können.
Beide beschriebenen Magnetsteller 10 und 50 haben den Vorteil, dass sie ausschließlich von der Oberseite her montierbar sind. Die einzelnen Bauteile können senkrecht zur Grundfläche des Gehäusegrundkörpers bestückt werden. Das Bestücken kann maschinell erfolgen.
Nachdem die Leiterplatine 52 und die Magnetkörper 20 montiert sind, kann bei dem Magnetsteller 50, entsprechend dem Magnetsteller 10, die Aufnahme 54 mit Vergussmittel versiegelt werden.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (16)

  1. Magnetsteller (10, 50) für einen Nockenwellenversteller, mit einem Gehäusegrundkörper (12), mit an dem Gehäusegrundkörper (12) vorgesehenen Aufnahmeabschnitten (18) zur Aufnahme von wenigstens einem Magnetkörper (20), wobei der Magnetkörper (20) zur Betätigung eines koaxial zur Nockenwelle angeordneten, die Verstellung der Nockenwelle bewirkenden Stellmittels vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusegrundkörper (12) aus Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff, ist und dass an den Kunststoff angeordnet oder in den Kunststoff eingespritzt Leiterbahnen (28, 56) vorgesehen sind, die einen zentralen elektrischen Anschluss (32) mit dem wenigstens einen Magnetkörper (20) und/oder mit die Verstellung bzw. die Bewegung der Nockenwelle erfassenden Sensorelementen (24) verbinden.
  2. Magnetsteller (10, 50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusegrundkörper (12) Taschen (22, 54) zur Aufnahme der Sensorelemente (24) aufweist.
  3. Magnetsteller (10, 50) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächengestaltung der Taschen (22, 54) im Wesentlichen dem Negativ der Topographie der Sensorelemente (24) entspricht.
  4. Magnetsteller (50) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (54) im Bereich zwischen zwei Aufnahmeabschnitten (18) liegen.
  5. Magnetsteller (10, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (24) auf einer Leiterplatine (26, 52) angeordnet sind.
  6. Magnetsteller (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensorelemente (24), vorzugsweise alle Sensorelemente (24), auf einer Leiterplatine (52) angeordnet sind.
  7. Magnetsteller (50) nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusegrundkörper eine Aufnahme (54) für die Leiterplatine (52) aufweist.
  8. Magnetsteller (50) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (54) im Bereich zwischen zwei Aufnahmeabschnitten (18) liegt.
  9. Magnetsteller (10, 50) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Leiterbahnen (28, 52) von dem zentralen Anschluss (32) zur Aufnahme (22, 54) erstrecken und die Leiterplatine (26, 52) kontaktieren.
  10. Magnetsteller (50) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (56) mit den Magnetkörpern (20) über die Leiterplatine (52) elektrisch verbunden sind.
  11. Magnetsteller (50) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkörper (20) elektrische Anschlussmittel (62) aufweisen, die sich bis hin zur Aufnahme (54) erstrecken und die Leiterplatine (52) kontaktieren.
  12. Magnetsteller (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Leiterbahnen (56) parallel nebeneinander verlaufen und vorzugsweise in einer Ebene liegen.
  13. Magnetsteller (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (24) koaxial zur Längsachse des Magnetkörpers (20) verlaufen.
  14. Magnetsteller (10, 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensorelement (24) jeweils ein mit dem jeweiligen Stellmittel bzw. mit der jeweiligen Nockenwelle drehfest gekoppeltes Geberrad (64) erfasst.
  15. Magnetsteller (50) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Geberrad (64) als Stanzund/oder Biegeteil ausgebildet ist.
  16. Magnetsteller (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkörper (20) als Druckmagnet ausgebildet ist.
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