EP2724354A1 - Elektromagnetische stellvorrichtung sowie nockenwellenverstellvorrichtung - Google Patents

Elektromagnetische stellvorrichtung sowie nockenwellenverstellvorrichtung

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EP2724354A1
EP2724354A1 EP12733618.8A EP12733618A EP2724354A1 EP 2724354 A1 EP2724354 A1 EP 2724354A1 EP 12733618 A EP12733618 A EP 12733618A EP 2724354 A1 EP2724354 A1 EP 2724354A1
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EP
European Patent Office
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core body
contact element
core
adjusting device
contact surface
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EP12733618.8A
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Thomas Golz
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ETO Magnetic GmbH
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    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
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Definitions

  • Electromagnetic actuator as well
  • the invention relates to an electromagnetic actuator according to the preamble of patent claim 1 and a camshaft adjusting device with such an electromagnetic actuator as actuator according to claim 10.
  • the Applicant has developed an improved electromagnetic actuator described in WO 2008/014996 A1 for adjusting a camshaft in a motor vehicle. From the document it is known to reduce the lubricant-related adhesive force between the actuator and the core area in that in the end face of the actuator, a slot-shaped recess and / or notch, ie recess, is provided. With the proposed by the applicant reduction of the contact surfaces between the actuator and the core area is accompanied by a significantly increased surface pressure and thus an increased material load of the core body of the core area. There are efforts to improve the wear resistance of the adjusting device while reducing the adhesion force. Preferably, the efficiency of the adjusting device should be improved at the same time.
  • the invention is therefore based on the object to provide an improved, adhesion force-optimized electromagnetic actuator, which is characterized by an increased wear resistance and preferably makes do with a comparatively small, ie space-optimized, stationary coil device. Furthermore, the object is to provide a camshaft adjusting device with a correspondingly improved electromagnetic actuator. This object is achieved in terms of the electromagnetic actuator with the features of claim 1 and in terms of the camshaft adjusting device with the features of claim 10.
  • Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. All combinations of at least two features disclosed in the description, the claims and / or the figures fall within the scope of the invention.
  • the invention has recognized that the wear resistance can be increased by a suitable choice of material of the core region, initially still has the problem that harder core region material is usually poorly magnetic flux-conducting, resulting in an education of the core body of a cured material to extremely poor efficiencies would lead to the inoperability of the electromagnetic actuator.
  • the inventive design or improvement of an electromagnetic actuator in which the core region is not in one piece as in the prior art, but a plurality of parts and one, preferably magnetically well-conductive, core body and fixed in this core body preferably the core body In the direction of anchor superior contact element, which is characterized with an increased compared to the core body hardness, preferably measured in HRC.
  • the invention initially accepts a disadvantageous multi-part design of the core region at first viewing and can thereby surprisingly achieve a multiplicity of advantages.
  • the contact surface or the lubricant-bearing contact surface between the core region and the actuator can be influenced in a comparatively simple manner by a corresponding adaptation of the contact element geometry, without it being necessary to additionally geometrically adapt the core body.
  • the wear resistance of the core area increases, since the actuator is supported in a switching position on the harder than the core body contact element.
  • the field line course of the magnetic field lines in the contact body partially surrounding core body is selectively influenced, in particular bundled in a contact element adjacent, preferably annular region, whereby the efficiency of the electromagnetic actuator is increased, which in turn can be used a smaller dimensioned (space-optimized) coil device.
  • the air gap which is preferably formed between the permanent magnet means or an armature-side pole disk and the core body, preferably as part of a disk package, can be adjusted via the core body to a force maximum (vertex), ie the air gap, by means of the preferably pressed-in contact element with defined projection can be adjusted or optimized with regard to a maximum repulsive force, whereby minimum switching times can be achieved.
  • a force maximum verex
  • the actuator in the aforementioned switching position in addition to the fixed in the core body contact element is supported on the core body, ie that the core area side contact surface is formed only partially or partially by the contact element.
  • the core-area-side contact surface is formed exclusively by the contact element in order to achieve the smallest possible contact surface and thus the lowest possible adhesion forces and on the other hand, is preferred Wear resistance of the electromagnetic actuator, in particular the core region, to optimize overall. It is particularly preferred if the contact surface formed by the contact element is arranged concentrically with respect to a longitudinal center axis of the actuator.
  • the contact element projects beyond the pole face of the core body facing the permanent magnet means.
  • the contact element In principle, it is possible to form the contact element from a material which opposes the magnetic flux with the same or even a lower resistance as the material of the core body. However, it is preferred, as explained above, when the magnetic conductivity of the contact element is worse than that of the surrounding core body to focus the field lines targeted. By means of the preferably pressed-in contact element, therefore, a bundling of the magnetic field lines is achieved which causes the field lines to be "directed" in a more targeted manner to the field lines directed counter to by the permanent magnet means. Thus, an optimization of the repulsive force and thus a minimum switching time can be achieved.
  • the hardness of the material of the contact element is at least twice as high, preferably at least three times as high, even more preferably at least four times as high as the hardness of the core body material.
  • This can for example be achieved in that the core body of the steel alloy 1 1 SMn30 and the, preferably pin-shaped, contact element of the alloy 16MnCr5 is formed.
  • the core body has a hardness of about 10 HRC and the contact element of about 60 HRC.
  • the invention provides that the core region-side contact surface is smaller than a surface extending radially to the longitudinal extent of the actuator (cross-sectional area) of the actuator, in particular as the core area facing end face (end face) of the actuator and / or enclosed by the permanent magnet means cross-sectional area of the actuator. It is very particularly preferred if the core-area-side contact surface, which is preferably formed exclusively by the contact element, only max. 70%, preferably max. 60%, more preferably max. 50%, even more preferred max. 40% of this area corresponds.
  • the diameter of the preferably cylindrical contact area formed by the contact area of the core area-side contact surface from a value range between 2 mm and 8 mm, preferably between 4 mm and 7 mm, most preferably of about 5.2 mm is selected.
  • a preferably annular ring is formed on the contact element.
  • axial abutment surface is provided with which the fixed in the core body contact element is axially supported on the core body.
  • the air gap can be adjusted for example by setting a (then variable) axial offset of the contact element, in which case it should be ensured that the interference fit between contact element and core body is selected so that even during the Operation an axial migration of the contact element in the Core body into it and an associated air gap reduction during operation is avoided.
  • the contact element can be fixed to the core body via an axial and / or radial deformation of the core body material (caulking).
  • the contact element is received in a frontal bore of the core body and there preferably fixed by means of a press fit.
  • the contact element is introduced in a further development of the invention in a bore of the core body.
  • the hole is not realized as a continuous cylinder bore (which is alternatively possible), but as a stepped bore with at least one annular shoulder, which preferably forms an axial counter-abutment surface for an axial stop surface of the contact element.
  • the press fit is realized in a rear or lower bore section relative to the actuator.
  • an axial pin compression of about 2 mm to 4 mm, preferably realized by 3 mm.
  • the contact surface formed by the contact element is smaller than the maximum bore diameter of the bore, ie in the case of the formation of the bore as a stepped bore is smaller than a front bore diameter or smaller than an outer diameter of an annular axial abutment surface ,
  • the contact surface formed by the contact element corresponds to a cross-sectional area of the contact element in the press-in region. It is particularly preferred if the free end of the contact element is crowned - In other words, a crowning of the contact surface offered by the contact element is advantageous, since the actuating element, as part of the armature assembly, can become less jammed in the retracted state due to the crowning radial preferred position on the edge of the contact element.
  • the contact element supports the core body in the axial direction, i. surmounted in the direction of the actuating element.
  • this axial projection is chosen so that at a given energization of the coil winding results in a maximum force of the repulsive force between the core body and permanent magnet means. If the axial projection is chosen too large, this leads to a loss of power in the acting magnetic forces - the axial projection is too small, this means increased adhesion forces and thus a loss of power in the resulting repulsive force.
  • the axial projection is selected so that the resulting air gap leads to a maximum repulsive force plus / minus 20%, preferably plus / minus 10%, even more preferably plus / minus 5%.
  • the invention also leads to a camshaft adjusting device with an electromagnetic actuating device designed according to the concept of the invention as an actuator for realizing the adjusting movement of the camshaft or its cams.
  • FIG. 1 is a partially cutaway view of a possible embodiment of an electromagnetic actuator according to the concept of the invention, in which the core area-side contact area is formed by a contact element defined in a core body,
  • FIG. 2 a detailed representation of a possible embodiment of a combination of core region and armature
  • FIG. 3 a representation of the optimized field line course through the use of a magnetically poorly conducting contact element
  • Fig. 4 is a diagram which can be used to design the air gap and thus the axial projection of the contact element on the core body to a maximum
  • Fig. 5 shows the representation of an embodiment with spherical, contact element-side contact surface.
  • Fig. 1 shows the realization of an electromagnetic actuator for an otherwise not shown camshaft adjusting device.
  • a possible embodiment variant of the combination of core region and armature is shown in FIGS. 2 and 3.
  • the camshaft is actuated directly or indirectly by means of a continuously elongated, bolt-shaped actuator 2, which in addition to be explained later permanent magnet means. 6 Part of the anchor is.
  • the actuator 2 is guided in a sleeve-shaped bearing element 3, which simultaneously performs the function of a magnetic yoke, adjustable in the axial direction.
  • the electromagnetic actuating device 1 comprises, within a cup-shaped housing 4, a coil device, which is known per se and not shown in FIG. 1, to which a magnetic core region 5 is assigned.
  • the actuator 2 can be adjusted with the permanent magnet means 6 fixed thereto in the axial direction, wherein on the side remote from the core region 5 end face of the actuator 2, an engagement portion is formed to cooperate with a counterpart, in particular with the camshaft.
  • the engagement region may alternatively be provided on the shell side.
  • the actuator 2 permanent magnet means 6 are assigned, which have the shape of a cylindrical disc in the embodiment shown in FIG. 1. These sit on the lateral surface 7, ie shell side, a front, cylindrical portion of the actuator 2. The latter passes through a cylindrically contoured, central recess 8 of the permanent magnet means 6. These are, for example, by welding, material fit and / or positively fixed to the actuator 2.
  • the permanent magnet means 6 serve to hold the actuator 2 in the illustrated (left in the plane of the drawing) switching position when not energized coil, in which the actuator 2 with an end face 9, more precisely with a formed on this actuator-side contact surface 10 at a parallel thereto , core-side contact surface 1 1 supports.
  • the electromagnetic actuating device 1 is held in an engine block 12 which is only partially shown.
  • an inlet and / or outlet channel 13 for liquid lubricant in this case engine oil, is formed in the bearing element 3.
  • Radially offset to the inlet and outlet channel 13 is located within the engine block 12, a further channel 14 for the lubricant.
  • the core region 5 is formed in several parts and comprises a core body 15 of magnetically good conductive material, in the concrete embodiment of a steel alloy 1 1 SMn 30 with a Hardness of 10 HRC.
  • a, the core area-side contact surface 1 1 forming, contact element 16 is determined by compression, wherein the contact element 16 of a material, here the steel alloy 16 MnCr 5, is formed, which has a significantly greater hardness of 60 HRC here than that Core body 15.
  • armature 17 is shown with elongated actuator 2 and core portion 5 according to a preferred embodiment.
  • FIG. 2 shows the structure of the armature 17.
  • permanent magnet means 6 are set in the form of two permanent magnet discs.
  • the permanent magnet means 6 is associated with a pole disc 18, which is also penetrated by the actuator 2.
  • the pole plate 18 is parallel oriented to a corresponding opposite pole face 19 of the core body 15.
  • Between Polin 18 and pole face 19 is a partially or completely filled with oil working air gap 20 is formed.
  • the width of this working air gap 20 is essentially defined by the extent to which the contact element 16 projects beyond the pole face 19 of the core body 15 in the direction of the actuator 2.
  • the working air gap 20 is determined by the axial distance between the Polpol nature 19 facing Ringpol constitution the Polefficiency 18 and the end face 9 of the actuator 2.
  • frontally formed in the core body 15 is formed as a stepped bore bore 21, the is divided into a rear, cylindrical, reduced diameter portion 22 (press-fit) and a front, diameter-expanded portion 23, the bottom of which forms a counter-abutment surface 24 for an annular axial stop surface 25 of the contact element 16.
  • the actual interference fit between the contact element 16 and the bore 21 is realized (exclusively) in the reduced-diameter portion 22, whereas the diameter-expanded portion 23 has substantially only the formation of the counter-abutment surface 24 to function (ie a radial play is possible there).
  • the contact element 16 For the positive reception of the contact element 16 in the stepped bore 21, the contact element 16 according to the illustrated preferred embodiment, a lower diameter-reduced cylinder portion 26 and an axially adjacent, diameter-enlarged cylinder portion 27, which projects beyond the diameter-reduced cylinder portion 26 by means of a circumferential covenant, on the side facing away from the actuator 2 side, the axial stop surface 25 is formed.
  • adjoining the diameter-extended cylinder portion 27 is a cylindrical contact surface portion 28 which in the embodiment shown has a diameter which corresponds to the diameter of the reduced diameter portion 26, however, may also differ if necessary. It is also an embodiment variant conceivable in which the contact surface portion 28 is formed by an axially elongated, diameter-expanded cylinder portion 27.
  • the contact element pin-shaped for example in the form of a circular cylinder form, then preferably the bore 21 is not designed as a stepped bore, but as a continuous cylindrical bore.
  • the core area-side contact surface 1 1 is substantially smaller than the end face 9 of the actuator.
  • the surface extension of the end face 9 corresponds, at least approximately, to the surface extension of the cross-sectional area of the actuator 2, which is surrounded by the permanent magnet means 6.
  • FIG. 3 shows an alternative representation of a detail of an electromagnetic setting device shown by way of example in FIG. 1.
  • the core body 15 in which the contact element 16 is fixed, and indeed as in the embodiment of FIG. 2 in a cylinder bore 21, which provides a counter-abutment surface 24 for the contact element.
  • the cross-sectional area of the cylindrical contact surface portion 28 is less than that of the reduced diameter cylinder portion 26, which in turn is smaller than that of the diameter-extended cylinder portion 27, to which the axial abutment surface 25 for Cooperation of the counter-abutment surface 24 of the core body 15 is formed.
  • the core body 15 is enclosed by a coil device 29, which is shown only schematically, for generating the magnetic field 30, which is shown in the form of field lines. It can be seen that the bore 21 with contact element 16 received therein follows the field lines displaced radially outward and thus bundles in a radially adjacent to the contact element 16 region 31 of the core body 15, thus increasing the magnetic force between the core body 15 and pole piece 18 in this area.
  • Fig. 4 is a diagram showing the relationship between the force acting on the armature assembly repulsion force and the width of the air gap 20 shown in Fig. 2 between the core body 15 and the pole plate 18 (alternatively directly to the permanent magnet means).
  • the repulsive force is given in Newton on the vertical axis and the width of the air gap in millimeters on the transverse axis.
  • the repulsive force is the difference between the magnetic repulsion force and the adhesion force. It will be appreciated that in the example, a repulsive force maximum exists at an air gap width of about 0.4mm. If the air gap is chosen smaller, the adhesion forces increase extremely, so that despite increasing magnetic forces, the repulsion force decreases.
  • the axial projection of the contact element 16 via the core body 15 is therefore preferably selected in the embodiment shown so that the resulting air gap has a width of at least approximately 0.4 mm in that switching position in which the actuating element 2 bears against the contact element.
  • 5 shows an exemplary embodiment of a core region 5 which is preferably used. It can be seen that the contact element 16 provided in the core body 15 projects beyond the core body 15 in the axial direction. It can also be seen that the contact area 11 on the core area is slightly convex, with the radius defining the crowning corresponding to a multiple of the diameter of the front contact area section 28, which is preferred. As a result of this crowning, a radial preferred position of the adjusting element 2 can be set on the contact element, as a result of which jamming against a contact element edge is reliably prevented.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektromagnetische Stellvorrichtung (1), insbesondere für eine Nockenwellenverstellvorichtung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges, mit einem endseitig einen Eingriffsbereich ausbildenden und durch die Kraft einer stationär vorgesehenen Spuleneinrichtung (29) bewegbaren, langgestreckten, vorzugsweise abschnittsweise eine zylindrische Hüllkontur aufweisenden Stellelement (2), welches eine Aussparung (8) in mantelseitig angeordneten Permanentmagnetmitteln (6) durchsetzt, die zum Zusammenwirken mit einem stationären, einen Kernkörper (15) umfassenden Kernbereich (5) ausgebildet sind, und welches in einer Schaltstellung mit einer stirnseitigen stellelementseitigen Kontaktfläche (11) an einer kernbereichsseitigen Kontaktfläche (10) anliegt: Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die kernbereichsseitige Kontaktfläche (11) zumindest abschnittsweise von einem im Kernkörper (15) festgelegten Kontaktelement (16) gebildet ist, welches aus einem Werkstoff ausgebildet ist, der eine höhere Härte aufweist als der Werkstoff des Kernkörpers (15).

Description

Elektromagnetische Stellvorrichtung sowie
Nockenwellenverstellvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit einer solchen elektromagnetischen Stellvorrichtung als Aktor gemäß Anspruch 10.
Bei bekannten elektromagnetischen Stellvorrichtungen zum Verstellen der Nockenwelle besteht das Problem, dass aufgrund der magnettechnisch bedingten Geometrie des Kernbereichs und des Ankers im stromlosen Zustand eine Adhäsionskraft zwischen Kernbereich und Stellglied des Ankers wirkt. Diese Adhäsionskraft wird durch das in der Verstelleinheit befindliche Öl, welches sich zwischen den Kontaktflächen von Kernbereich und Stellglied ansammelt, verstärkt. Die dadurch entstehende Adhäsionskraft wirkt sich besonders im Niedrig- und Tieftemperaturbereich (+ 10°C bis - 40 °C) negativ auf die Schaltzeiten der elektromagnetischen Verstelleinheit aus. Auch kann eine längere Standzeit des Fahrzeugs zu einer Verstärkung der Adhäsionskraft führen.
Um die vorgenannten Nachteile zu reduzieren, wurde von der Anmelderin eine verbesserte, in der WO 2008/014996 A1 beschriebene elektromagnetische Stellvorrichtung zum Verstellen einer Nockenwelle in einem Kraftfahrzeug entwickelt. Aus der Druckschrift ist es bekannt, die schmiermittelbedingte Haftkraft zwischen dem Stellglied und dem Kernbereich dadurch zu reduzieren, dass in der Stirnfläche des Stellgliedes eine schlitzförmige Ausnehmung und/oder Einkerbung, d.h. Vertiefung, vorgesehen ist. Mit der von der Anmelderin vorgeschlagenen Verringerung der Kontaktflächen zwischen Stellglied und Kernbereich geht eine deutlich erhöhte Flächenpressung und damit eine erhöhte Werkstoffbelastung des Kernkörpers des Kernbereichs einher. Es bestehen Bestrebungen, die Verschleißfestigkeit der Stellvorrichtung bei gleichzeitig reduzierter Adhäsionskraft zu verbessern. Bevorzugt soll gleichzeitig der Wirkungsgrad der Stell-vorrichtung verbessert werden.
Aus der DE 20 2007 010 814 U1 sowie der DE 20 2009 001 187 U1 sind elektromagnetische Stellvorrichtungen bekannt, die ein Stellelement umfassen, welches endseitig einen Eingriffsbereich ausbildet und welches eine Aussparung in mantelseitig angeordneten Permanentmagnetmitteln durchsetzt. Aus der EP 0 428 728 A1 ist eine elektromagnetische Stellvorrichtung bekannt, die ein Stellelement ohne Permanentmagnetmittel aufweist, wobei die Stellvorrichtung mit einem Kontaktelement ausgestattet ist.
Weiter zum Stand der Technik werden die DE 20 2007 005 133 U1 sowie die DE 199 00 995 A1 genannt.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, adhäsionskraftoptimierte elektromagnetische Stellvorrichtung anzugeben, die sich durch eine erhöhte Ver-schleißfestigkeit auszeichnet und die vorzugsweise mit einer vergleichsweise kleinen, d.h. bauraumoptimierten, stationären Spuleneinrichtung auskommt. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit einer entsprechend verbesserten elektromagnetischen Stellvorrichtung anzugeben. Diese Aufgabe wird hinsichtlich der elektromagnetischen Stellvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Nockenwellenverstellvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Die Erfindung hat erkannt, dass die Verschleißfestigkeit durch eine geeignete Materialwahl des Kernbereichs erhöht werden kann, wobei zunächst weiterhin das Problem besteht, dass härteres Kernbereichmaterial im Regelfall schlecht magnetisch flussleitend ist, was bei einer Ausbildung des Kernkörpers aus einem gehärteten Material zu extrem schlechten Wirkungsgraden bis hin zur Funktionsuntüchtigkeit der elektromagnetischen Stellvorrichtung führen würde. Einen Ausweg aus diesem Dilemma weist die erfindungsgemäße Ausgestaltung bzw. Verbesserung einer elektromagnetischen Stellvorrichtung, bei der der Kernbereich nicht wie im Stand der Technik einteilig, sondern mehrteilig ausgebildet ist und einen, vorzugsweise magnetisch gut leitenden, Kernkörper und ein in diesem Kernkörper festgelegtes bevorzugt dem Kernkörper in Richtung Anker überragendes Kontaktelement aufweist, das sich mit einer im Vergleich zum Kernkörper erhöhten Härte, vorzugsweise gemessen in HRC, auszeichnet. Mit anderen Worten nimmt die Erfindung zunächst eine bei erster Betrachtung nachteilige mehrteilige Ausbildung des Kernbereichs in Kauf und kann hierdurch überraschend eine Vielzahl von Vorteilen erreichen. Zum einen kann auf vergleichsweise einfache Weise die Anlagefläche bzw. die schmiermittelbehaftete Kontaktfläche zwischen dem Kernbereich und dem Stellglied durch eine entsprechende Anpassung der Kontaktelementgeometrie beeinflusst werden, ohne dass es hierzu notwendig wäre, zusätzlich den Kernkörper geometrisch anzupassen. Gleichzeitig wird zum anderen, trotz erhöhter Flächenpressung aufgrund der Kontaktflächenreduzierung zur Vermeidung der Adhäsionskraft, die Verschleißfestigkeit des Kernbereichs erhöht, da sich das Stellglied in einer Schaltposition am im Vergleich zum Kernkörper härteren Kontaktelement abstützt. Insbesondere dann, wenn als Werkstoff zur Ausbildung des Kontaktelementes ein gehärteter Werkstoff, insbesondere ein gehärteter Stahl, wie beispielsweise 16MnCr5, eingesetzt wird, wird der Feldlinienverlauf der magnetischen Feldlinien in dem das Kontaktelement abschnittsweise umgebenden Kernkörper gezielt beeinflusst, insbesondere gebündelt in einem zum Kontaktelement benachbarten, bevorzugt ringförmigen Bereich, wodurch der Wirkungsgrad der elektromagnetischen Stellvorrichtung erhöht wird, wodurch wiederum eine kleiner dimensionierte (bauraumoptimierte) Spuleneinrichtung zum Einsatz kommen kann. Der Luftspalt, der vorzugsweise zwischen dem, bevorzugt als Teil eines Scheibenpaketes vorliegenden Permanentmagnetmitteln oder einer ankerseitigen Polscheibe und dem Kernkörper ausgebildet ist, kann mittels des, vorzugsweise eingepressten, Kontaktelementes mit definiertem Überstand über den Kernkörper ein Kraftmaximum (Scheitelpunkt) eingestellt werden, d.h. der Luftspalt kann im Hinblick auf eine maximale Abstoßkraft eingestellt bzw. optimiert werden, wodurch minimale Schaltzeiten erreichbar sind.
Grundsätzlich ist es möglich, dass sich das Stellglied in der vorgenannten Schaltstellung zusätzlich zu dem im Kernkörper fixierten Kontaktelement am Kernkörper abstützt, d.h. dass die kernbereichsseitige Kontaktfläche nur abschnittsweise bzw. teilweise von dem Kontaktelement gebildet ist. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die kernbereichsseitige Kontaktfläche ausschließlich von dem Kontaktelement gebildet ist, um zum einen eine möglichst kleine Kontaktfläche und damit möglichst geringe Adhäsionskräfte zu erreichen und um zum anderen die Verschleißfestigkeit der elektromagnetischen Stellvorrichtung, insbesondere des Kernbereichs, insgesamt zu optimieren. Besonders bevorzugt ist es, wenn die von dem Kontaktelement gebildete Kontaktfläche konzentrisch bezogen auf eine Längsmittelachse des Stellgliedes angeordnet ist. Mit Vorteil überragt dabei das Kontaktelement die den Permanentmagnetmitteln zugewandte Polfläche des Kernkörpers.
Grundsätzlich ist es möglich, das Kontaktelement aus einem Werkstoff auszubilden, der dem magnetischen Fluss den gleichen oder sogar einen geringeren Widerstand entgegensetzt wie der Werkstoff des Kernkörpers. Bevorzugt ist es jedoch, wie eingangs erläutert, wenn die magnetische Leitfähigkeit des Kontaktelementes schlechter ist als die des ihn umgebenden Kernkörpers, um die Feldlinien gezielt zu bündeln. Mittels des vorzugsweise eingepressten Kontaktelementes wird also eine Bündelung der magnetischen Feldlinien erreicht, die bewirkt, dass die Feldlinien gezielter auf die von den Permanentmagnetmitteln gegengerichteten Feldlinien "gelenkt" werden. Somit kann eine Optimierung der Abstoßkraft und somit eine minimale Schaltzeit erreicht werden.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die, vorzugsweise in HRC angegebene Härte des Werkstoffes des Kontaktelementes mindestens doppelt so hoch, vorzugsweise mindestens dreimal so hoch, noch weiter bevorzugt mindestens viermal so hoch ist wie die Härte des Kernkörperwerkstoffes. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Kernkörper aus der Stahllegierung 1 1 SMn30 und das, vorzugsweise stiftförmige, Kontaktelement aus der Legierung 16MnCr5 ausgebildet ist. In diesem Fall hat der Kernkörper eine Härte von etwa 10 HRC und das Kontaktelement von etwa 60 HRC. Um die Adhäsionskräfte, die zwischen der kernbereichsseitigen Kontaktfläche und der stellgliedseitigen Kontaktfläche zu reduzieren bzw. zu optimieren, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die kernbereichsseitige Kontaktfläche kleiner ist als eine sich radial zur Längserstreckung des Stellgliedes erstreckende Fläche (Querschnittsfläche) des Stellgliedes insbesondere als die dem Kernbereich zugewandte Stirnseite (Stirnfläche) des Stellgliedes und/oder die von den Permanentmagnetmitteln umschlossene Querschnittsfläche des Stellgliedes. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die kern- bereichsseitige Kontaktfläche, die vorzugsweise ausschließlich von dem Kontaktelement gebildet ist, nur max. 70%, bevorzugt max. 60%, weiter bevorzugt max. 50%, noch weiter bevorzugt max. 40% dieser Fläche entspricht. Ganz besonders gute Ergebnisse können dabei erzielt werden, wenn der Durchmesser der vorzugsweise zylindrischen, von dem Kontaktelement gebildeten, kernbereichsseitigen Kontaktfläche aus einem Wertebereich zwischen 2 mm und 8 mm, bevorzugt zwischen 4 mm und 7 mm, ganz besonders bevorzugt von etwa 5,2 mm gewählt ist.
Um den von dem Kontaktelement definierten Luftspalt zwischen dem Kernkörper und dem Stellglied und/oder den Permanentmagnetmitteln und/oder einer auf den Permanentmagnetmitteln angeordneten Polscheibe exakt einstellen zu können, ist in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen, dass an dem Kontaktelement eine, vorzugsweise ringförmige, axiale Anschlagfläche vorgesehen ist, mit welcher sich das im Kernkörper festgelegte Kontakt-element axial am Kernkörper abstützt. Bei einer Ausführungsform ohne axiale Anschlagfläche am Kontaktelement kann der Luftspalt beispielsweise über die Einstellung einer (dann variablen) axialen Einpresstiefe des Kontaktelementes eingestellt werden, wobei in diesem Fall sichergestellt werden sollte, dass die Presspassung zwischen Kontaktelement und Kernkörper so gewählt ist, dass auch während des Betriebes ein axiales Wandern des Kontaktelementes in den Kernkörper hinein und eine damit einhergehende Luftspaltreduzierung während des Betriebes vermieden wird. Zusätzlich oder alternativ zu einer Presspassung kann das Kontaktelement über eine axiale und/oder radiale Verformung des Kernkörperwerkstoffes (Verstemmung) am Kernkörper fixiert werden.
Ganz besonders zweckmäßig ist es, wenn das Kontaktelement in einer stirnseitigen Bohrung des Kernkörpers aufgenommen und dort bevorzugt mittels einer Presspassung fixiert ist. Anders ausgedrückt ist das Kontaktelement in Weiterbildung der Erfindung in eine Bohrung des Kernkörpers eingebracht.
Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Bohrung nicht als durchgehende Zylinderbohrung realisiert ist (was alternativ möglich ist), sondern als Stufenbohrung mit mindestens einem Ringabsatz, welcher bevorzugt eine axiale Gegenanschlagfläche für eine axiale Anschlagfläche des Kontaktelementes bildet. Dabei ist es noch weiter bevorzugt, wenn die Presspassung in einem bezogen auf das Stellglied hinteren bzw. unteren Bohrungsabschnitt realisiert ist. Bevorzugt ist dabei eine axiale Stiftverpressung von etwa 2 mm bis 4 mm, vorzugsweise von 3 mm realisiert.
Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn die von dem Kontaktelement gebildete Kontaktfläche kleiner ist als der maximale Bohrungsdurchmesser der Bohrung, also im Falle der Ausbildung der Bohrung als Stufenbohrung kleiner ist als ein vorderer Bohrungsdurchmesser bzw. kleiner ist als ein Außendurchmesser einer ringförmigen axialen Anschlagfläche. Besonders bevorzugt entspricht die von dem Kontaktelement gebildete Kontaktfläche einer Querschnittsfläche des Kontaktelementes im Einpressbereich. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn das freie Ende des Kontaktelementes ballig ausgebildet ist - anders ausgedrückt ist eine Balligkeit der von dem Kontaktelement angebotenen Kontaktfläche von Vorteil, da sich das Stellelement als Teil der Ankerbaugruppe im eingefahrenen Zustand durch eine sich aufgrund der Balligkeit einstellenden radialen Vorzugsposition an der Kante des Kontaktelementes weniger verklemmen kann.
Wie Eingangs bereits erwähnt, ist es besonders bevorzugt, wenn das Kontaktelement den Kernkörper in axialer Richtung, d.h. in Richtung des Stellelements überragt. In Weiterbildung der Erfindung ist nun vorgesehen, dass dieser axiale Überstand so gewählt wird, dass bei gegebener Bestromung der Spulenwicklung ein Kraftmaximum der Abstoßkraft zwischen Kernkörper und Permanentmagnetmittel resultiert. Wird der axiale Überstand zu groß gewählt, führt dies zu einem Kraftverlust bei den wirkenden Magnetkräften - wird der axiale Überstand zu klein gewählt, bedeutet dies erhöhte Adhäsionskräfte und damit einen Kraftverlust bei der resultierenden Abstoßkraft. Bevorzugt wird dabei der axiale Überstand so gewählt, dass der resultierende Luftspalt zu einer maximalen Abstoßungskraft plus/minus 20%, vorzugsweise plus/minus 10%, noch weiter bevorzugt plus/minus 5% führt.
Die Erfindung führt auch auf eine Nockenwellenverstellvorrichtung mit einer nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten elektromagnetischen Stellvorrichtung als Aktor zur Realisierung der Verstellbewegung der Nockenwelle bzw. von deren Nocken.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in: 1 : eine teilgeschnittene Ansicht einer möglichen Ausführungsform einer nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten elektromagnetischen Stellvorrichtung, bei welcher die kernbereichsseitige Kontaktfläche von einem in einem Kernkörper festgelegten Kontaktelement gebildet ist,
2: eine Detaildarstellung einer möglichen Ausführungsform einer Kombination aus Kernbereich und Anker, Fig. 3: eine Darstellung des optimierten Feldlinienverlaufs durch den Einsatz eines magnetisch schlechter leitenden Kontaktelementes,
Fig. 4 ein Diagramm, welches zur Auslegung des Luftspaltes und damit des axialen Überstandes des Kontaktelementes über den Kernkörper herangezogen werden kann, um eine maximale
Abstoßungskraft zu gewährleisten, und
Fig. 5 die Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit balliger, kontaktelementseitiger Kontaktfläche.
In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig. 1 zeigt die Realisierung einer elektromagnetischen Stellvorrichtung für eine ansonsten nicht näher dargestellte Nockenwellenverstellvorrichtung. Eine mögliche Ausgestaltungsvariante der Kombination aus Kernbereich und Anker ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt.
Die nicht dargestellte Nockenwelle wird unmittelbar oder mittelbar betätigt mithilfe eines durchgehend langgestreckten, bolzenförmigen Stellgliedes 2, welches neben später noch zu erläuternden Permanentmagnetmitteln 6 Bestandteil des Ankers ist. Das Stellglied 2 ist in einem hülsenförmigen Lagerelement 3, welches gleichzeitig die Funktion eines magnetischen Joches übernimmt, in axialer Richtung verstellbar geführt. Die elektromagnetische Stellvorrichtung 1 umfasst innerhalb eines topfförmigen Gehäuses 4 eine an sich bekannte, in Fig. 1 nicht dargestellte Spuleneinrichtung, welcher ein magnetischer Kernbereich 5 zugeordnet ist. Mithilfe der Spuleneinrichtung lässt sich das Stellglied 2 mit den daran festgelegten Permanentmagnetmitteln 6 in der axialen Richtung verstellen, wobei auf der von dem Kernbereich 5 abgewandten Stirnseite des Stellgliedes 2 ein Eingriffsbereich ausgebildet ist, um mit einem Gegenpart, insbesondere mit der Nockenwelle zusammenzuwirken. Der Eingriffsbereich kann alternativ auch mantelseitig vorgesehen werden.
Wie zuvor angedeutet, sind dem Stellglied 2 Permanentmagnetmittel 6 zugeordnet, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Form einer Zylinderscheibe haben. Diese sitzen auf der Mantelfläche 7, d.h. mantelseitig, eines vorderen, zylindrischen Abschnittes des Stellgliedes 2. Letzteres durchsetzt eine zylindrisch konturierte, zentrische Aussparung 8 der Permanentmagnetmittel 6. Diese sind, beispielsweise durch Schweißen, materialschlüssig und/oder formschlüssig am Stellglied 2 festgelegt. Die Permanentmagnetmittel 6 dienen dazu, das Stellglied 2 bei nicht bestromter Spuleneinrichtung in der dargestellten (in der Zeichnungsebene linken) Schaltstellung zu halten, in der sich das Stellglied 2 mit einer Stirnseite 9, genauer mit einer an dieser ausgebildeten stellgliedseitigen Kontaktfläche 10 an einer dazu parallelen, kernbereichsseitigen Kontaktfläche 1 1 abstützt. Durch Bestromung der Spuleneinrichtung werden die Permanentmagnetmittel 6 abgestoßen und das Stellglied 2 zusammen mit diesen nach in der Zeichnungsebene rechts in eine zweite Schaltstellung verstellt. Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, ist die elektromagnetische Stellvorrichtung 1 in einem nur ausschnittsweise dargestellten Motorblock 12 gehalten. Dabei ist im Lagerelement 3 ein Zu- und/oder Ablaufkanal 13 für flüssiges Schmiermittel, hier Motoröl, gebildet. Radial versetzt zu dem Zu- und Ablaufkanal 13 befindet sich innerhalb des Motorblocks 12 ein weiterer Kanal 14 für das Schmiermittel.
Wie in Fig. 1 angedeutet ist und beispielhaft anhand der Fig. 2 und 3 erläutert werden wird, ist der Kernbereich 5 mehrteilig ausgebildet und umfasst einen Kernkörper 15 aus magnetisch gut leitfähigem Material, in dem konkreten Ausführungsbeispiel aus einer Stahllegierung 1 1 SMn 30 mit einer Härte von 10 HRC. In diesem Kernkörper 15 ist ein, die kernbereichsseitige Kontaktfläche 1 1 bildendes, Kontaktelement 16 durch Verpressen festgelegt, wobei das Kontaktelement 16 aus einem Werkstoff, hier der Stahllegierung 16 MnCr 5, ausgebildet ist, welcher eine deutlich größere Härte von hier 60 HRC aufweist als der Kernkörper 15.
In Fig. 2 ist die Kombination aus Anker 17 mit langgestrecktem Stellglied 2 und Kernbereich 5 gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante dargestellt. Zu erkennen ist die Mehrteiligkeit, hier Zweiteiligkeit, des Kernbereichs 5, der den Kernkörper 15 mit darin festgelegtem Kontaktelement 16 umfasst, welches die kernbereichsseitige Kontaktfläche 1 1 bildet, die mit einer entsprechend großen stellgliedseitigen Kontaktfläche 10 in der dargestellten Schaltstellung zusammenwirkt, d.h. an dieser anliegt.
Aus Fig. 2 ergibt sich der Aufbau des Ankers 17. An dem zylindrischen Stellelement 2 (Stellglied) des Ankers 17 sind Permanentmagnetmittel 6 in Form von zwei Permanentmagnetscheiben festgelegt. Den Permanentmagnetmitteln 6 ist eine Polscheibe 18 zugeordnet, die ebenfalls von dem Stellglied 2 durchsetzt ist. Die Polscheibe 18 ist parallel orientiert zu einer entsprechenden, gegenüberliegenden Polfläche 19 des Kernkörpers 15. Zwischen Polscheibe 18 und Polfläche 19 ist ein teilweise oder vollständig mit Öl gefüllter Arbeitsluftspalt 20 ausgebildet. Die Breite dieses Arbeitsluftspaltes 20 wird im Wesentlichen definiert von dem Maß, um welches das Kontaktelement 16 die Polfläche 19 des Kernkörpers 15 in Richtung Stellglied 2 überragt. Zusätzlich wird der Arbeitsluftspalt 20 bestimmt von dem Axialabstand zwischen der der Polfläche 19 zugewandten Ringpolfläche der Polscheibe 18 und der Stirnseite 9 des Stellgliedes 2. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist stirnseitig in dem Kernkörper 15 eine als Stufenbohrung ausgebildete Bohrung 21 eingebracht, die unterteilt ist in einen hinteren, zylindrischen, durchmesserreduzierten Abschnitt 22 (Einpressabschnitt) und einen vorderen, durchmessererweiterten Abschnitt 23, dessen Grund eine Gegenanschlagfläche 24 für eine ringförmige axiale Anschlagfläche 25 des Kontaktelementes 16 bildet. Die eigentliche Presspassung zwischen dem Kontaktelement 16 und der Bohrung 21 ist (ausschließlich) in dem durchmesserreduzierten Abschnitt 22 realisiert, wohingegen der durchmessererweiterte Abschnitt 23 im Wesentlichen nur die Ausbildung der Gegenanschlagfläche 24 zur Funktion hat (d.h. ein Radialspiel ist dort möglich).
Zur formschlüssigen Aufnahme des Kontaktelementes 16 in der als Stufenbohrung ausgeführten Bohrung 21 weist das Kontaktelement 16 gemäß der dargestellten bevorzugten Ausführungsvariante einen unteren durchmesserreduzierten Zylinderabschnitt 26 und einen daran axial angrenzenden, durchmessererweiterten Zylinderabschnitt 27 auf, der den durchmesserreduzierten Zylinderabschnitt 26 mittels eines Um- fangsbundes überragt, an dem an der von dem Stellglied 2 abgewandten Seite die axiale Anschlagfläche 25 ausgebildet ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel grenzt an den durchmessererweiterten Zylinderabschnitt 27 ein zylindrischer Kontaktflächenabschnitt 28 an, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser aufweist, der dem Durchmesser des durchmesserreduzierten Abschnittes 26 entspricht, bei Bedarf hiervon jedoch auch abweichen kann. Es ist auch eine Ausführungsvariante denkbar, bei der der Kontaktflächenabschnitt 28 von einem axial verlängerten, durchmessererweiterten Zylinderabschnitt 27 gebildet ist.
Ebenso ist es realisierbar, für den Fall, dass auf eine axiale Anschlagfläche 25 verzichtet werden soll, das Kontaktelement stiftförmig, beispielsweise in Form eines Kreiszylinders, auszubilden, wobei dann bevorzugt die Bohrung 21 nicht als Stufenbohrung, sondern als durchgehend zylindrische Bohrung ausgeführt ist.
Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die kernbereichsseitige Kontaktfläche 1 1 wesentlich kleiner als die Stirnseite 9 des Stellgliedes. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die Flächenerstreckung der Stirnfläche 9, zumindest näherungsweise, der Flächenerstreckung der Querschnittsfläche des Stellgliedes 2, die von den Permanentmagnetmitteln 6 umgeben ist.
In Fig. 3 befindet sich eine alternative Darstellung eines Ausschnittes einer beispielhaft in Fig. 1 dargestellten elektromagnetischen Stellvorrichtung. Zu erkennen ist der Kernkörper 15, in dem das Kontaktelement 16 festgelegt ist, und zwar wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 in einer Zylinderbohrung 21 , die eine Gegenanschlagfläche 24 für das Kontaktelement bereitstellt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Querschnittsfläche des zylindrischen Kontaktflächenabschnitts 28 geringer als die des durchmesserreduzierten Zylinderabschnittes 26, welche wiederum geringer ist als die des durchmessererweiterten Zylinderabschnittes 27, an welchem die axiale Anschlagfläche 25 zum Zusammenwirken der Gegenanschlagfläche 24 des Kernkörpers 15 ausgebildet ist.
Wie sich aus Fig. 3 weiter ergibt, ist der Kernkörper 15 umschlossen von einer lediglich schematisch dargestellten Spuleneinrichtung 29 zur Erzeugung des in Form von Feldlinien ausschnittsweise dargestellten magnetischen Feldes 30. Zu erkennen ist, dass die Bohrung 21 mit darin aufgenommenem Kontaktelement 16 die Feldlinien nach radial außen verdrängt und somit bündelt in einem radial zu dem Kontaktelement 16 benachbarten Bereich 31 des Kernkörpers 15, um somit die Magnetkraft zwischen Kernkörper 15 und Polscheibe 18 in diesem Bereich zu verstärken.
In Fig. 4 ist ein Diagramm gezeigt, dass den Zusammenhang zwischen der auf die Ankerbaugruppe wirkenden Abstoßkraft und der Breite des in Fig. 2 gezeigten Luftspaltes 20 zwischen dem Kernkörper 15 und der Polscheibe 18 (alternativ unmittelbar den Permanentmagnetmitteln) zeigt. Dabei ist auf der Hochachse die Abstoßkraft in Newton und auf der Querachse die Breite des Luftspaltes in Millimetern angegeben. Die Abstoßkraft ist die Differenz aus der magnetischen Abstoßkraft und der Adhäsionskraft. Zu erkennen ist, dass in dem Beispiel ein Abstoßungskraftmaximum bei einer Luftspaltbreite von etwa 0,4mm existiert. Wird der Luftspalt kleiner gewählt, nehmen die Adhäsionskräfte extrem zu, so dass trotz steigender magnetischer Kräfte die Abstoßungskraft sinkt. Auf der anderen Seite nimmt die magnetische Abstoßungskraft und damit die resultierende Abstoßungskraft mit weiter zunehmender Luftspaltbreite ebenfalls ab. Der axiale Überstand des Kontaktelementes 16 über den Kernkörper 15 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel daher bevorzugt so gewählt, dass der resultierende Luftspalt eine Breite von zumindest näherungsweise 0,4mm in derjenigen Schaltstellung hat, in der das Stellelement 2 am Kontaktelement anliegt. Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines bevorzugt zum Einsatz kommenden Kernbereichs 5. Zu erkennen ist, das im Kernkörper 15 vorgesehene Kontaktelement 16, welches den Kernkörper 15 in axialer Richtung überragt. Zu erkennen ist ferner, dass die kernbereichsseitige Kontaktfläche 1 1 leicht ballig ausgeführt ist, wobei der die Balligkeit bestimmende Radius einem Vielfachen des Durchmessers des vorderen Kontaktflächenabschnitts 28 entspricht, was bevorzugt ist. Durch diese Balligkeit kann sich eine radiale Vorzugsposition des Stellelementes 2 am Kontaktalement einstellen, wodurch ein Verklemmen an einer Kontaktelementkante sicher verhindert wird.
Bezugszeichenliste
1 elektromagnetische Stellvorrichtung
2 Stellelement
3 Lagerelement
4 Gehäuse
5 Kernbereich
6 Permanentmagnetmittel
7 Mantelfläche
8 Aussparung
9 Stirnseite
10 stellelementseitige Kontaktfläche
1 1 kernbereichsseitige Kontaktfläche
12 Motorblock
13 Zu- und/oder Ablaufkanal
14 Kanal
15 Kernkörper
16 Kontaktelement
17 Anker
18 Polscheibe
19 Polfläche
20 Arbeitsluftspalt
21 Bohrung
22 durchmesserreduzierter Abschnitt
23 durchmessererweiterter Abschnitt
24 Gegenanschlagfläche
25 axiale Anschlagfläche
26 durchmesserreduzierter Zylinderabschnitt
27 durchmessererweiterter Zylinderabschnitt
28 (vorderer) Kontaktflächenabschnitt Spuleneinrichtung Magnetfeld (Magnetfeldl Bereich

Claims

Ansprüche
1 . Elektromagnetische Stellvorrichtung (1 ), insbesondere für eine Nockenwellenverstellvorichtung eines Verbrennungsmotors eines
Kraftfahrzeuges, mit einem endseitig einen Eingriffsbereich ausbildenden und durch die Kraft einer stationär vorgesehenen Spuleneinrichtung (29) bewegbaren, langgestreckten, vorzugsweise abschnittsweise eine zylindrische Hüllkontur aufweisenden Stellelement (2), welches eine Aussparung (8) in mantelseitig angeordneten Permanentmagnetmitteln (6) durchsetzt, die zum Zusammenwirken mit einem stationären, einen Kernkörper (15) umfassenden Kernbereich (5) ausgebildet sind, und welches in einer Schaltstellung mit einer stirnseitigen stellelementseitigen Kontaktfläche (10) an einer kernbereichsseitigen Kontaktfläche (1 1 ) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die kernbereichsseitige Kontaktfläche (1 1 ) zumindest abschnittsweise von einem im Kernkörper (15) festgelegten Kontaktelement (16) gebildet ist, welches aus einem Werkstoff ausgebildet ist, der eine höhere Härte aufweist als der Werkstoff des Kernkörpers (15).
2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die kernbereichsseitige Kontaktfläche (1 1 ) vollständig von dem Kontaktelement (16) gebildet ist.
Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktelement (16) einen höheren magnetischen Flusswiderstand aufweist als der Kernkörper (15), um den magnetischen Fluss in einem, insbesondere querschnittlich ringförmigen Bereich (31 ) benachbart zu dem Kontaktelement (16) zu konzentrieren.
Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die, vorzugsweise in HRC angegebene Härte des Werkstoffs des Kontaktelementes (16) mindestens doppelt so hoch, vorzugsweise mindestens dreimal so hoch, bevorzugt mindestens viermal so hoch ist, als die Härte des Werkstoffs des Kernkörpers (15).
Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die kernbereichsseitige Kontaktfläche (1 1 ) kleiner ist als eine Querschnittsfläche des Stellelementes (2), insbesondere als die dem Kernbereich (5) zugewandte Stirnseite des Stellelementes (2) und/oder die von den Permanentmagnetmitteln (6) umschlossene Querschnittsfläche des Stellelementes (2), wobei bevorzugt die kernbereichsseitige Kontaktfläche (1 1 ) nur maximal 70%, bevorzugt maximal 60%, besonders bevorzugt maximal 50%, weiter bevorzugt maximal 40% dieser Querschnittsfläche entspricht.
Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass sich das Kontaktelement (16) mit einer, vorzugsweise ringförmigen, Anschlagfläche axial am Kernkörper (1 5) abstützt.
7. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktelement (16) in einer stirnseitigen Bohrung (21 ) des Kernkörpers (15) aufgenommen, bevorzugt in dieser Bohrung (21 ) mittels einer Presspassung gehalten ist und/oder durch eine bevorzugt axiale und/oder radiale Verstemmung des Kernkörpers (15) an diesem fixiert ist.
8. Stellvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bohrung (21 ) als Stufenbohrung ausgebildet ist und eine Stufe der Bohrung (21 ) als eine axiale Gegenanschlagfläche (24) für das Kontaktelement (16) bildet.
9. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die von dem Kontaktelement (16) gebildete Kontaktfläche kleiner ist als der maximale Bohrungsdurchmesser der Bohrung.
10. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktelement (16) eine ballig konturierte, die stellelementseitige Kontaktfläche (10) ausbildende Stirnseite (9) aufweist.
1 1 . Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktelement (16) den Kernkörper (15) soweit axial überragt, dass ein resultierender Luftspalt (20) zwischen den Permanentmagnetmitteln (6) und dem Kernkörper (15) so breit ist, dass bei gegebener Bestromung der Spuleneinrichtung (29) eine Abstoßungskraft zwischen den Permanentmagnetmitteln (6) und dem Kernkörper (15), zumindest näherungsweise, maximal ist.
12. Nockenwellenverstellvorrichtung zum Verstellen einer Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor mit einer elektromagnetischen Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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