EP3510611B1

EP3510611B1 - Elektromagnetische verstellvorrichtung, insbesondere zur nockenwellenverstellung

Info

Publication number: EP3510611B1
Application number: EP17754366.7A
Authority: EP
Inventors: Rolf Hermann; Andreas Kammerer
Original assignee: Kendrion Villingen GmbH
Current assignee: Kendrion Villingen GmbH
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2017-08-21
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2037-08-21
Also published as: JP2019526745A; CN109690705B; DE102016116981A1; EP3510611A1; WO2018046287A1; CN109690705A; US20190214209A1; JP6841904B2

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruch 1.
Eine solche elektromagnetische Nockenwellenverstellvorrichtung ist beispielsweise aus DE 20 2009 006 940 U1 bekannt. Diese Vorrichtung verfügt über ein Steckergehäuse, in welchem eine stationäre Spuleneinheit sowie eine Sensoreinheit sitzen. Die Spuleneinheit und die Sensoreinheit weisen jeweils Anschlüsse auf und sind über elektrische Leitungen nicht näherer beschriebener Art und Weise an Kontaktstifte innerhalb eines Steckerabschnittes des Gehäuses angeschlossen. Das Steckergehäuse sitzt auf einer Betätigungseinheit mit einem axial beweglichen Anker, welcher bei Bestromung der Spuleneinheit axial bewegbar ist und mit einem Stößel der Nockenwellenverstelleinrichtung eines Kraftfahrzeuges zusammenwirkt. Das Gehäuse weist eine zylindrische Gehäuseschale auf, welches eine Spuleneinheit umgibt. Dabei ist das zylindrische Gehäuse mit einem Kunststoff-Vergussmaterial gefüllt, derart, dass die Spuleneinheit umspritzt ist. Ein unterer Endbereich der Spuleneinheit ragt noch aus dem Vergussmaterial heraus.
In nicht näher gezeigter Weise ist dabei die Spuleneinheit an eine Verbindungsleitung angeschlossen, die zu extern am Steckergehäuse zugänglichen Kontaktpins führt. Diese Kontaktpins sitzen im Hohlraum eines einstückig am Steckergehäuse angeformten Steckerflansch. Zusätzlich ist eine Sensoreinheit so am Gehäuse befestigt, dass diese in etwa hälftig vom Vergussmaterial umschlossen ist und mit ihrer unteren Hälfte in einen Hohlraum des Steckergehäuses hineinragt. Die Sensoreinheit wirkt dabei mit einem scheibenförmigen Permanentmagneten zusammen, so dass bei axialer Bewegung der Anker ein sich änderndes Permanentmagnetfeld von der Sensoreinheit detektierbar ist und dieses einer nachfolgenden elektronischen Verarbeitung zugeführt werden kann.
Eine besondere Herausforderung bei solchen elektromagnetischen Nockenwellenverstellvorrichtungen stellt die verhältnismäßig komplizierte Montage der einzelnen Komponenten innerhalb des Steckergehäuses und vor allem die Kontaktierung der Spuleneinheit und des Sensors dar. Hierbei ist für eine ordnungsgemäße Abdichtung bzw. Dichtigkeit der Kontakte zu sorgen, weil die Spulen herstellbedingt offen im Öl des Kraftfahrzeuges liegen. Es ist deshalb notwendig, die einzelnen Kontakte zwischen den Spulen und den Kontaktpins des Steckergehäuses einerseits sowie zwischen der Sensoreinheit und den Kontaktpins des Steckergehäuses andererseits absolut öldicht zu gestalten, weil die bei solchen elektromagnetischen Nockenwellenverstellvorrichtungen regelmäßig geschweißten Kontakte nicht mit Öl in Verbindung kommen dürfen. Eine solche Berührung der Kontakte mit Öl würde nämlich zu einer ungewollten Kupferkorrosion führen. Deshalb werden diese geschweißten Kontakte regelmäßig mittels eines weiteren Vergussmaterials nach der Montage des Sensors in das Steckergehäuse nochmals separat abgedichtet, indem dieses weitere Vergussmaterial auf die noch frei liegenden Kontakte aufgebracht wird.
Ein solches separates Abdichten der entsprechenden Kontakten bei elektromagnetischen Nockenwellenverstellvorrichtungen ist einerseits sehr aufwändig und erfordert andererseits zusätzliche Verfahrensschritte, welche einer kostensparenden Herstellung der gesamten elektromagnetische Nockenwellenverstellvorrichtung zuwiderlaufen. Dabei besteht zusätzlich die Gefahr, dass bei dem Aufbringen des weiteren Vergussmaterials Fehler auftreten, die zu keiner vollständigen Abdichtung der korrosionsempfindlichen Kontakte führen.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Die vorliegende Erfindung ist in Anspruch 1 definiert und hat das Ziel, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und die eingangs angegebene elektromagnetische Verstellvorrichtung so weiterzubilden, dass die einzelnen Komponenten und insbesondere die Kontakte absolut öldicht gestaltet sind.
Dieses Ziel wird im Wesentlichen erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Steckergehäuse aus einem Vergussmaterial besteht, in welchem sowohl die Spuleneinheit als auch der Sensor und die zugehörenden elektrischen Leitungen und Anschlüsse vollständig in das Vergussmaterial eingebettet sind.
Diese Maßnahme stellt sicher, dass die kritischen Bauteile und Kontakte bzw. elektrischen Leitungen der elektromagnetischen Verstellvorrichtung absolut öldicht in dem Vergussmaterial des Steckergehäuses integriert sind, wobei zusätzlich der Vorteil erreicht ist, dass eine fertige, handhabbare Baugruppe mit sämtlichen elektromagnetischen Komponenten zur Verfügung gestellt wird, die lediglich noch auf eine Betätigungseinheit der elektromagnetische Verstellvorrichtung aufgesetzt und dort befestigt werden muss, um eine funktionsfähige elektromagnetische Verstellvorrichtung bereitzustellen.
Eine solche elektromagnetische Verstellvorrichtung zeichnet sich durch eine einfache Montage des elektromagnetischen Aktors sowie eine absolute Öldichtigkeit aus.
Weiterbildungen einer solchen elektromagnetischen Verstellvorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrischen Leitungen zwischen der Spuleneinheit und den extern vom Steckergehäuse zugänglichen Kontaktpins und/oder die elektrischen Leitungen zwischen der Sensoreinheit und den extern vom Steckergehäuse zugänglichen Kontaktpins als metallisches Stanzgitter ausgebildet sind und vorgebogen in ein Spritzwerkzeug eingelegt werden, in dem anschließend das Steckergehäuse durch Umspritzung hergestellt wird. Der wesentliche Vorteil solcher vorgefertigten Stanzgitter besteht darin, dass an diese einerseits die Spuleneinheit bereits angeschlossen werden kann und so die Spuleneinheit mit dem Stanzgitter eine vorgefertigte Baueinheit bildet, die sehr einfach handhabbar ist und in das Spritzwerkzeug eingelegt werden kann. Das Gleiche gilt für ein weiteres Stanzgitter, an dem die Sensoreinheit angeschlossen ist. Auch dieses Stanzgitter mit befestigter und angeschlossener Sensoreinheit bildet eine vorkonfektionierte Baueinheit, die leicht handhabbar ist. Die Stanzgitter werden entsprechend vorgebogen und können in einfacher Weise in das Spritzwerkzeug des Steckergehäuses eingelegt werden. Auch dies vereinfacht den Herstellprozess der elektromagnetischen Verstellvorrichtung entscheidend.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, sowohl drei elektrische Leitungen für die Spuleneinheit als auch drei elektrische Leitungen für die Sensoreinheit vorzusehen. Damit sind insgesamt sechs elektrische Leitungen mit sechs Kontaktpins, die über einen geeigneten Stecker mit einer Ansteuerelektronik bzw. Auswerteelektronik verbunden werden können, anschließbar. Die drei Leitungen des Sensors sind einmal mit einem Masse-Anschluss des Sensors, einem Versorgungspotenzial des Sensors und einer Signalleitung des Sensors in Verbindung.
Bei einem sogenannten 2-Pin-Nockenwellenversteller werden zwei Spulen für die Spuleneinheit vorgesehen. Diese beiden Spulen sind jeweils mit einem Plus-Anschluss und einem Masse-Anschluss versehen, wobei die beiden Masse-Anschlüsse miteinander verbunden sein können. Die beiden Plus-Anschlüsse und der gemeinsame Masse-Anschluss wird dann mit den drei erwähnten Leitungen des Stanzgitters verbunden. Diese drei Leitungen des Stanzgitters sind erfindungsgemäß dann wiederrum mit drei Kontaktpins des Steckers der elektromagnetischen Nockenwellenverstellvorrichtung in Verbindung.
Sofern die elektromagnetische Verstellvorrichtung und insbesondere Nockenwellenverstellvorrichtung ein sogenannter 1-Pin-Aktor ist, zur Betätigung lediglich eines einzelnen Stößels, kann die Spuleneinheit auch lediglich eine einzelne Spule aufweisen. In diesem Fall wären nur zwei Leitungen (Plus- und Masse-Anschluss) notwendig.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung verfügt die Spuleneinheit über mindestens eine Spule, welche auf einen Spulenträger aufgewickelt ist. Der Spulenträger weist einen oberen und einen unteren Bund auf, wobei die beiden Bunde unterschiedliche axiale Höhe haben. In den verbreiterten Bund, der beispielsweise der obere Bund sein kann, sind mindestens zwei Kontaktpins als Anschlüsse eingesetzt, die jeweils mit Spulendrahtenden eines Spulendrahtes der Spule elektrisch verbunden sind. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, die Kontaktpins mit den Spulendrahtenden zu verschweißen. Allerdings sind auch andere elektrische Verbindungsverfahren möglich, wie z. B. Löten, elektrisch leitend Verkleben oder Ähnliches.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Anker der Betätigungseinheit als Ankerstift ausgebildet, welcher zentrisch zumindest teilweise in eine Spule der Spuleneinheit eingreift, wenn das Steckergehäuse auf die Betätigungseinheit aufgesetzt ist. Bei der Realisierung eines 2-Pin-Aktors werden zwei solche Ankerstifte vorgesehen.
Es hat sich auch als zweckmäßig ergeben, die Betätigungseinheit mit aus Metall bestehenden kreissegmentförmigen Schalen zu versehen, die mindestens teilweise in einen die Spuleneinheit umgebenden Hohlraum des Steckergehäuses eingreifen. Diese aus Metall bestehenden, kreissegmentförmigen Schalen, die auch als Leitbleche ausgeführt sein können, dienen zur Führung des elektromagnetischen Feldes, das bei Bestromung der Spuleneinheit und damit im Betrieb der elektromagnetischen Nockenwellenverstellvorrichtung erzeugt wird.
Um das Steckergehäuse an der Betätigungseinheit befestigen zu können, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das Steckergehäuse ein plattenförmiges Bodenteil aufweist, in welchem Buchsen eingespritzt sind. Die Öffnungen dieser Buchsen fluchten dabei mit entsprechenden Befestigungsöffnungen an der Betätigungseinheit, so dass eine Verschraubung des Steckergehäuses mit der Betätigungseinheit in einfacher Weise ermöglicht wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Steckergehäuse von einem Deckel verschlossen. Dies kann ein Kunststoffdeckel sein, der mittels Laserverschweißung oder anderer Befestigungsverfahren auf dem Steckergehäuse befestigt wird.
Schließlich kann zur Erhöhung der Öldichtigkeit die Spuleneinheit mindestens einen Spulenkörper aufweisen, dessen Spulenträgerbunde mit umlaufenden Dichtlippen versehen sind, wobei diese Dichtlippen von der Vergussmasse des Steckergehäuses bei der Herstellung des Steckergehäuses mit umspritzt werden, so dass so eine sichere und optimale Abdichtung erreicht ist.
Zur weiteren Erläuterung der elektromagnetischen Nockenwellenverstellvorrichtung nach der Erfindung wird ein konkretes Ausführungsbeispiel anhand mehrerer Figuren im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1: eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer elektromagnetischen Nockenwellenverstellvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei Steckergehäuse zur besseren Übersichtlichkeit transparent dargestellt ist,
Figur 2: die elektromagnetische Nockenwellenverstellvorrichtung nach Figur 1 in montiertem Zustand,
Figur 3: das Steckergehäuse der Figuren 1 und 2 in perspektivischer Darstellung in transparenter Ansicht zusammen mit den dort eingebauten Komponenten,
Figur 4: eine Querschnittdarstellung des Steckergehäuses von Figur 3 entlang der Schnittebene B von Figur 3 mit den darin befindlichen Komponenten,
Figur 5: eine Schnittdarstellung des in Figur 4 dargestellten Steckergehäuses entlang der Schnittlinie A-A,
Figur 6: eine perspektivische Darstellung des Steckergehäuses sowie der darin befindlichen Komponenten mit Blick von schräg unten auf das Steckergehäuse,
Figur 7: eine Schnittansicht quer durch das Steckergehäuse, wobei der Schnitt zwischen den beiden im Steckergehäuse befindlichen Spulen genommen ist,
Figur 8: eine Schnittdarstellung des Steckergehäuses 10 entlang der Schnittlinie C-C von Figur 3,
Figur 9: eine perspektivische Ansicht einer der im Steckergehäuse befindlichen Spulen samt Spulenträger in perspektivischer Ansicht, und
Figur 10: die Spule von Figur 9 in Draufsicht.

In der nachfolgenden Figurenbeschreibung bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung. In den nachfolgenden Figuren ist aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit und des besserern Verständnisses das Steckergehäuse und das dort einstückig angeformte Bodenteil sowie der einstückig angeformte Steckerflansch jeweils transparent dargestellt, um die im Steckergehäuse befindlichen Komponenten sichtbar zu machen und dabei das Verständnis der Figurenbeschreibung zu erleichtern. Es versteht sich von selbst, dass dieses Steckergehäuse selbstverständlich nicht in Wirklichkeit transparent ausgebildet sein muss. Jegliche Farbgestaltung des Steckergehäuses ist möglich. Eine besonders bevorzugte Farbvariante des Steckergehäuses ist, dass dieses aus schwarzem Vergussmaterial besteht.
In Figur 1 ist eine mögliche Ausführungsform einer elektromagnetischen Nockenwellenverstellvorrichtung dargestellt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Die in Figur 1 dargestellte elektromagnetische Nockenwellenverstellvorrichtung ist ein sogenannter "2-Pin-Aktor", bei welchem zwei Stößel 100, 101 zur Nockenwellenverstellung in Verstellnuten eines Verbrennungsmotors eingreifen. Bei entsprechender Bestromung einer noch zu erläuternden Spuleneinheit können diese Stößel 100, 101 axial hin und herbewegt werden, um die Nockenwellenverstellung zu bewirken. Anstelle eines "2-Pin-Aktors" kann die elektromagnetische Nockenwellenverstellvorrichtung auch als sogenannter "1-Pin-Aktor" ausgebildet sein, bei welchem lediglich ein einzelner Stößel in eine einzige Verstellnut einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors eingreift und diese verstellt.
In diesem Zusammenhang ist ausdrücklich zu erwähnen, dass die erfindungsgemäße elektromagnetische Verstellvorrichtung zwar bevorzugt für die Verstellung von Nockenwellen vorgesehen ist, um den oder die erwähnten Stößel zu bewegen, aber auch für jegliche andere Verstellaufgaben, die nicht auf den Einsatz in Kraftfahrzeugen beschränkt ist, verwendet werden kann.
Die elektromagnetische Nockenwellenverstellvorrichtung 1 verfügt über ein Steckergehäuse 10 aus Kunststoff-Vergussmaterial, an welches ein plattenförmiges Bodenteil 11 einstückig angeformt ist. Dieses Bodenteil 11 überragt eine etwa kreisrundförmige bzw. ovalförmige Gehäusewandung des Steckergehäuses 10, wobei in diesem überragenden Bereich (vgl. hierzu Figur 4) zwei diametral gegenüberliegende Buchsen 13 mit zentrischen Öffnungen 14 eingegossen gehalten sind. Diese Buchsen 13 dienen zur Befestigung des Steckergehäuses 10 an einer noch zu erläuternden Befestigungseinheit 80 und einem in Figur 1 nicht dargestellten Motorgehäuse eines Kraftfahrzeuges. Zusätzlich ist an das Steckergehäuse 10 ein Steckerflansch 12 einstückig angeformt. Dieser Steckerflansch 12, welcher vorzugsweise eine ovalförmige Querschnittsform aufweist und noch zu erläuternde Kontaktpins 61-66 beinhaltet, ragt in der Darstellung von Figur 1 nach links von dem Steckergehäuse 10 weg.
Wie Figur 1 zeigt, ist das Steckergehäuse 10 auf seiner Oberseite von einem Deckel 15, vorzugsweise ebenfalls einem Deckel aus Kunststoff, verschlossen. Dieser Deckel 15 ist dabei dichtend auf das Steckergehäuse 10 aufgesetzt. Das mechanische Verbinden mit dem Steckergehäuse 10 kann beispielsweise durch Ultraschallverschweißen, Verkleben oder ähnliche Befestigungsverfahren erfolgen. Wichtig dabei ist, dass der Deckel 15 möglichst dicht auf dem Steckergehäuse 10 aufsitzt.
Das Steckergehäuse 10 weist auf seiner dem Deckelteil 15 abgewandten unteren Seite und damit auf der unteren Seite des Bodenteils 11 eine umlaufende Nut 16 auf, in welcher ein Dichtring 17 eingesetzt wird, wenn das Steckergehäuse 10 auf die Betätigungseinheit 80 aufgesetzt und damit die elektromagnetische Nockenwellenverstellvorrichtung montiert wird. Diesen zusammengebauten Zustand von Steckergehäuse 10 und Beätigungseinheit 80 illustriert Figur 2.
Wie bereits erwähnt, besteht das Steckergehäuse 10 aus Kunststoff-Vergussmaterial. Dabei sind in das Vergussmaterial des Steckergehäuses 10 sämtliche elektrischen Komponenten, Kontakte und Anschlussleitungen eingegossen und dort komplett und umfänglich eingebettet, sodass eine absolute Dichtheit gewährleistet ist. Aus dem Vergussmaterial ragen lediglich die bereits erwähnten Kontaktpins 61-66, mit denen die im Steckergehäuse 10 eingegossenen elektrischen Komponenten elektrisch in Verbindung stehen.
Das Vergießen und die Einbettung der elektrischen Komponenten, Anschlusskontakte sowie elektrischen Leitungen ist besonders deutlich in der Schnittdarstellung von Figur 5 zu erkennen, bei der das Vergussmaterial des Gehäuses 10 entlang der Schnittlinie A-A von Figur 4 kreuzschraffiert dargestellt ist.
In dem Steckergehäuse 10 sitzt eine Spuleneinheit 20 mit zwei Spulen, welchem Ausführungsbeispiel zur Realisierung eines "2-Pin-Aktors", nämlich eine erste Spule 21 und eine zweite Spule 22 aufweist. Beide dieser Spulen 21, 22 sind vorzugsweise identisch ausgeführt. Die Spule 21 ist in den Figuren 9 und 10 sowohl in perspektivischer Ansicht als auch in Draufsicht vergrößert dargestellt. Die Spule 21 ist auf einen Spulenträger 28 aufgewickelt. Dieser Spulenträger 28, der vorzugsweise auch aus Kunststoff besteht, verfügt über einen oberen Bund 28a und einen unteren Bund 28b. Diese beiden Bunde 28a, 28b ragen etwas über den Außendurchmesser der äußeren Windung der Spule 21 und begrenzen diese. Der obere Bund 28a des Spulenträger 28 ist deutlich höher als der untere Bund 28b des Spulenträger 28. Dies ist deshalb notwendig, um elektrische Anschlüsse 24, 25 in Form von Kontaktbügeln seitlich in die umlaufende Wandung des oberen Bundes 28a einführen zu können. Die beiden Spulenenden 21a, 21b der Spule 21 sind an diese Anschlüsse 24, 25 elektrisch angeschlossen, indem beispielsweise eine Lasche der Kontaktstifte, die als Anschlüsse 24, 25 dienen, die Spulenenden 21a, 21b festklemmt und damit elektrisch kontaktiert. Zusätzlich weist sowohl der obere Bund 28a als auch der untere Bund 28b des Spulenträger 28 jeweils eine umlaufende Dichtlippe 28c, 28d auf, welche beim Herstellen des Steckergehäuses 10 und dem damit verbundenen Vergießen der Spule 21 (und auch der Spule 22) für eine optimale thermoplastische Verbindung mit dem Vergussmaterial des Steckergehäuses 10 und damit eine optimale Dichtwirkung sorgen.
Die zweite Spule 22 ist in ähnlicher Weise wie die erläuterte Spule 21 aufgebaut und verfügt in ähnlicher Weise über Kontaktstifte, an denen die Spulenenden der zweiten Spule 22 elektrisch angeschlossen sind. Diese Kontaktstifte bilden die Anschlüsse 26, 27 der zweiten Spule 22.
Die Anschlüsse 24, 25 der ersten Spule 21 und die Anschlüsse 26, 27 der zweiten Spule 22 sind über elektrische Leitungen mit den Kontaktpins 64, 65, 66 des Steckergehäuses 10 elektrisch verbunden. Dabei sind die elektrischen Leitungen als metallisches Stanzgitter mit drei Leitungen realisiert. Diese drei Leitungen des Stanzgitters verlaufen vorzugsweise in Abschnitten parallel zueinander und kontaktieren die Anschlüsse 24, 25 der ersten Spule 21 und die Anschlüsse 26, 27 der zweiten Spule 22. Dabei sind der Anschluss 24 der ersten Spule 21 und der Anschluss 26 der zweiten Spule 22 miteinander über einen Kontaktbügel kurzgeschlossen, da diese auf Masse liegen. Die beiden Anschlüsse 24, 26 sind somit gemeinsam an die elektrische Leitung 44 des Stanzgitters angeschlossen (vgl. hierzu Figur 6). Der Anschluss 25 der ersten Spule 21 ist mit der Leitung 45 des Stanzgitters und der Anschluss 27 der zweiten Spule 22 mit der Leitung 46 des Stanzgitters in Verbindung.
Fertigungstechnisch werden die mit ihren Anschlüssen 24 bis 27 vormontierten Spulen 21, 22 einer Montageeinheit zugeführt, bei der die Anschlüsse 24 bis 27 der Spule 21, 22 an die entsprechenden drei Leitungen 44, 45, 46 des Stanzgitters angeschweißt werden. An ihren anderen Enden ist dieses vorgefertigte Stanzgitter mit den Kontaktpins 64, 65, 66 versehen. Das Stanzgitter mit seinen Leitungen 44, 45, 46 und den zugehörenden Kontaktpins 64, 65, 66 sowie den angeschweißten Spulen 21, 22 wird dann noch entsprechend vorgebogen und in ein Spritzwerkzeug eingelegt, in welchem das Steckergehäuse 10 mittels Spritzguss herstellt.
Darüber hinaus wird in dieses Spritzwerkzeug noch ein weiteres Stanzgitter eingelegt, welches einen Ends die bereits erwähnten Kontaktpins 61, 62, 63 aufweist und welches anderen Ends mit einer Sensoreinheit 30 elektrisch in Verbindung steht. Diese Sensoreinheit 30 kann beispielsweise ein Hall-Sensor sein, welcher in Betrieb der elektromagnetischen Nockenwellenverstellvorrichtung dazu vorgesehen ist, eine axiale Stellung der erwähnten Stößel 100, 101 bzw. den mit diesen Stößeln 100, 101 in Wirkverbindung stehenden Anker 90 zu detektieren. Diese Sensoreinheit 30 verfügt beispielsweise über drei Anschlüsse 31, 32, 33, die als Kontaktstifte eines integrierten Schaltkreises der Sensoreinheit 30 ausgebildet sein können. Diese Anschlüsse 31, 32, 33 sind mit den Leitungen 41, 42, 43 des Stanzgitters elektrisch in Verbindung, beispielsweise wiederrum durch Verschweißen.
In einer weiteren Vormontagestation wird diese Sensoreinheit 30 an die Leitungen 41, 42, 43 des Stanzgitters angeschweißt. Diese so vormontierte zweite Einheit, bestehend aus dem zweiten Stanzgitter mit den Leitungen 41, 42, 43 und der angeschweißten Sensoreinheit 30 wird in geeigneter Weise gebogen und ebenfalls in das Spritzwerkzeug zum Spritzen des Steckergehäuses 10 eingelegt.
Zusätzlich werden in das Spritzwerkzeug noch, wie besonders Figur 6 deutlich zeigt, die beiden Buchsen 13 eingelegt. Anschließend wird das Vergussmaterial in das Spritzwerkzeug eingeführt, um das Steckergehäuse 10 aus Kunststoff zu spritzen. Dabei ist das Spritzwerkzeug und die Spritzform so gestaltet, dass sämtliche Anschlüsse 24, 25, 26, 27 der beiden Spulen 21, 22 und die Anschlüsse 31, 32, 33 der Sensoreinheit 30 komplett mit Kunststoff umspritzt und damit abgedichtet sind. Zusätzlich sind - bis auf die in den Steckerflansch 12 ragenden Kontaktpins 61-66 - sämtliche Leitungen 41-46 der beiden Stanzgitter ebenfalls vollständig mit Kunststoff umspritzt. Schließlich sind auch die Spulen komplett mit Kunststoffmaterial umspritzt, wie dies besonders deutlich die Figur 5 in der Schnittdarstellung zeigt. Dabei kann auch insbesondere die rohrförmige Innenwandung der Spulenträger komplett mit dem Vergussmaterial umspritzt sein
Damit ist eine optimale Abdichtung sämtliche Komponenten innerhalb des Steckergehäuses 10 sichergestellt. Zudem wird durch das beschriebene Herstellverfahren eine sehr einfach zu handhabende Baueinheit bereitgestellt, die lediglich noch auf die Betätigungseinheit 80, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, aufgesetzt werden muss.
Diese Betzätigungseinheit 80 weist eine beispielsweise aus Metall bestehende Bodenplatte 81 auf, welche in etwa den Abmessungen der Bodenplatte 11 des Steckergehäuses 10 entspricht. Fluchtend zu den Öffnungen 14 der Befestigungsbuchsen 13 des Steckergehäuses 10 sind in diese Bodenplatte 81 der Betätigungseinheit 80 Befestigungsbohrungen 82 eingearbeitet. Aus der Unterseite dieser Bodenplatte 81 ragen die bereits erwähnten Stößel 100, 101 hervor, welche zur Nockenwellenverstellung dienen und jeweils mit einem stiftförmigen Anker 91, 92 in Wirkverbindung stehen. Bei auf die Betätigungseinheit 80 aufgesetzten Steckergehäuse 10 greifen diese beiden Anker 91, 92 in die zentrischen Öffnungen der Spulen 21, 22 zumindest teilweise ein. Hierdurch können bei Bestromung der Spulen 21 bzw. 22 die Anker 91, 92 axial bewegt werden, womit eine axiale Bewegung der Stößel 100, 101 verbunden ist. Die erwähnte Sensoreinheit 30 kann diese Axialbewegung detektieren.
Neben den Ankern 91, 92 und den Stößeln 100, 101 weist die Betätigungseinheit 80 auch noch einen metallischen, rohrförmigen Leitblech 84 auf, welcher in einen um die beiden Spulen 21, 22 der Spuleneinheit 20 ausgebildeten Hohlraum 18 (vgl. hierzu Figur 5) des Steckergehäuse 10 greift. Damit die Betätigungseinheit 80 in diesem Hohlraum 18 des Steckergehäuses 10 eingesetzt werden kann, verfügt das Leitblech 84 über einen Längsschlitz 85, an welchen die Sensoreinheit 30 bei der Montage des Steckergehäuses 10 und der Betätigungseinheit 80 vorbeigeschoben werden kann.
Wie aus der Schnittdarstellung von Figur 5 des Steckergehäuses 10 mit den darin eingegossenen elektrischen Komponenten sowie den elektrischen Leitungen und den Anschlüssen ersichtlich ist, umschließt das Vergussmaterial des Steckergehäuses 10 diese Bestandteile vollständig. Damit sind sowohl die Spulen 21, 22, die Sensoreinheit 30 und die zugehörenden Anschlüsse 24 bis 27 bzw. 31 bis 33 sowie Anschlussleitungen 44 bis 46 abgedichtet und insbesondere hinsichtlich eines Kontakts mit Motoröl bestens geschützt.
Abschließend zeigt Figur 5 noch eine Besonderheit, die darin besteht, dass der mit Vergussmaterial des Steckergehäuses 10 vollständig umgossene Sensor, also die Sensoreinheit 30, etwas über die Grundfläche der Bodenplatte 11 um einen Überstand D hinaussteht. Dies ist notwendig, damit die Sensoreinheit 30 in optimaler Weise ein mit den Ankern 91, 92 beweglich angeordneten und in den Figuren der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellten Permanentmagnet und dessen Magnetfelder optimal detektieren kann. Darüber hinaus zeigt Figur 5, dass die Buchsen 13 ebenfalls etwas über die Grundfläche des Bodenteils 11 hinausstehen. Diese Buchsen 13 können so in einfacher Weise als Justagehilfe dienen, indem dieser überstehende Bereich der Buchsen 13 in die erwähnten Öffnungen 82 der Betätigungseinheit 80 eingreifen können.

Bezugszeichenliste

1: elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere Nockenwellenverstellvorrichtung
10: Steckergehäuse
11: Bodenteil
12: Steckerflansch
13: Buchse
14: Öffnung
15: Deckel
16: Dichtring
17: Nut
18: Hohlraum

20: Spuleneinheit
21: Spule
21a: Spulendrahtende
21b: Spulendrahtende
22: zweite Spule
23 24: Anschluss
25: Anschluss
26: Anschluss
27: Anschluss
28: erster Spulenträger
28a: oberer Bund von 28
28b: unterer Bund von 28
28c: umlaufende Dichtlippe an 28a
28d: umlaufende Dichtlippe an 28b
29: zweiter Spulenträger
29a: oberer Bund von 29
29b: unterer Bund von 29
30: Sensoreinheit
31: Anschluss
32: Anschluss
33: Anschluss

41: elektrische Leitung
42: elektrische Leitung
43: elektrische Leitung
44: elektrische Leitung
45: elektrische Leitung
46: elektrische Leitung

61: Kontaktpin
62: Kontaktpin
63: Kontaktpin
64: Kontaktpin
65: Kontaktpin
66: Kontaktpin

80: Betätigungseinheit
81: Bodenplatte
82: Befestigungsöffnung
83: Befestigungsöffnung
84: rohrförmiges Leitblech
85: Schlitz

91: Anker
92: Anker

100: Stößel
101: Stößel
A-A: Schnitt
B: Schnittebene
C-C: Schnitt
D: Überstand

Claims

Elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung (1), mit einem Steckergehäuse (10) aus isolierendem Vergussmaterial, in welchem eine stationäre Spuleneinheit (20) sowie eine Sensoreinheit (30) vollständig eingegossen sitzen, welche jeweils Anschlüsse (24, 25, 26, 27; 33, 31, 32) aufweisen und diese über elektrische Leitungen (41-46) mit am Steckergehäuse (10) herausragenden Kontaktpins (61-66) elektrisch verbunden sind, sowie mit einer Betätigungseinheit (80), in welcher mindestens ein axial beweglicher Anker (91, 92) sitzt, welcher bei Bestromung der Spuleneinheit (20) axial bewegbar ist, wobei die Anschlüsse (24, 25, 26, 27; 33, 31, 32) und die elektrischen Leitungen (41-46) der Spuleneinheit (20) und der Sensoreinheit (30) zu den Kontaktpins (61-66) vollständig in das Vergussmaterial des Steckergehäuses (10) eingebettet sind.
Elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung (1), nach Anspruch 1, wobei die elektrischen Leitungen (44, 45, 46) zwischen der Spuleneinheit (20) und den Kontaktpins (64, 65, 66) und/oder die elektrischen Leitungen (41, 42, 43) zwischen der Sensoreinheit (30) und den Kontaktpins (61, 62, 63) als metallisches Stanzgitter ausgebildet und vorgebogen in das Steckergehäuse (10) eingesetzt sind.
Elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung (1), nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeweils drei elektrische Leitungen (44, 45, 46) zwischen der Spuleneinheit (20) und den Kontaktpins (64, 65, 66) sowie drei Leitungen (41, 42, 43) zwischen der Sensoreinheit (30) und den Kontaktpins (61, 62, 63) vorgesehen sind.
Elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Spuleneinheit (20) mindestens einen Spulenträger (28) aufweist, auf den eine Spule (21, 22) aufgewickelt ist sowie einen oberen Bund (28a) und einer unteren Bund (28b) aufweist, welche eine unterschiedliche axiale Höhe aufweisen, wobei in den verbreiterten Bund (28a oder 28b) mindestens zwei Kontaktstifte als Anschlüsse (24, 25, 26, 27) eingesetzt sind, welche jeweils mit Spulendrahtenden (21a, 21b) eines Spulendrahtes der Spule (21) elektrisch verbunden sind.
Elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung (1), nach Anspruch 4, wobei die Kontaktstifte mit den Spulendrahtenden (21a, 21b) verschweißt sind.
Elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Anker (91, 92) der Betätigungseinheit (80) als Ankerstift ausgebildet ist und zentrisch in die Spule (21) der Spuleneinheit (20) eingreift, wenn das Steckergehäuse (10) auf die Betätigungseinheit (80) aufgesetzt ist.
Elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Betätigungseinheit (80) kreissegmentförmige Schalen oder ein Leitblech (84) aufweist, welche mindestens teilweise in einen die Spuleneinheit (20) umgebenden Hohlraum (18) des Steckergehäuses (10) eingreifen.
Elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Steckergehäuse (10) ein plattenförmiges Bodenteil (11) aufweist, in welchem Buchsen (13) eingespritzt sind.
Elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Steckergehäuse (10) von einem Deckel (15) verschlossen ist.
Elektromagnetische Verstellvorrichtung, insbesondere zur Nockenwellenverstellung (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Spuleneinheit (20) mindestens einen Spulenkörper (28), mit Spulenträgerbunden (28a, 28b) aufweist, welche mit umlaufenden Dichtlippen (28c, 28d) versehen sind und diese Dichtlippen (28c, 28d) in das Vergussmaterial des Steckergehäuses (10) eingesetzt sind.