EP3673498A1 - Elektromagnetische stellvorrichtung - Google Patents

Elektromagnetische stellvorrichtung

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EP3673498A1
EP3673498A1 EP18750413.9A EP18750413A EP3673498A1 EP 3673498 A1 EP3673498 A1 EP 3673498A1 EP 18750413 A EP18750413 A EP 18750413A EP 3673498 A1 EP3673498 A1 EP 3673498A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electromagnetic actuator
armature
tubular body
bobbin
plunger
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18750413.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tsuneo Suzuki
Michael TISCHTSCHENKO
Andreas Kammerer
Richard Dickel
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.)
Kendrion Villingen GmbH
Original Assignee
Kendrion Villingen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Kendrion Villingen GmbH filed Critical Kendrion Villingen GmbH
Publication of EP3673498A1 publication Critical patent/EP3673498A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
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    • F01L13/0015—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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic actuator.
  • Such actuating devices comprise a movable along a longitudinal axis ⁇ plunger which can be moved between a retracted position and an extended position.
  • a movable along a longitudinal axis ⁇ plunger which can be moved between a retracted position and an extended position.
  • To move the ram between the retracted and extended STEL lung has the adjusting device to a energisable coil unit, with which in the energized state, a ent ⁇ long a longitudinal axis of the adjusting device movable supported armature can be moved relative to a pole core.
  • the armature cooperates with the plunger such that movement of the armature is transferred along the longitudinal axis to the plunger.
  • Such adjusting devices are also known as electromagnetic ⁇ cal actuators.
  • VEN tile that are opened with the plunger and closed Kings ⁇ nen.
  • An adjusting device used for opening and closing a valve is disclosed in DE 10 2014 113 349 AI.
  • Camshafts have a
  • cams which represent eccentric sections on the No ⁇ ckenwelle.
  • the cams can either be fixedly arranged on the camshaft or on camshaft sections which can be applied in a rotationally fixed but axially displaceable manner to a cylindrical shaft.
  • Angren ⁇ zend arranged, axially movable components can be moved by turning the camshaft at regular intervals with the cams.
  • a highlight application of the camshaft is doing this Opening and closing of valves in an internal combustion engine.
  • Mo ⁇ tor realizedintegrating example of a comfort-oriented to a sporting characteristic, which, among other ⁇ rem by the change of the valve lift, which is determined by the shape of the cams will be implemented.
  • the plungers are movable between a retracted and an extended position, wherein the plungers engage in the extended position in the grooves.
  • the grooves represent a guide ⁇ section and together with the intervening disturbances A guide link for axial adjustment of the cam ⁇ wave or the camshaft section, which must be rotated by a certain amount for this purpose.
  • the electromagnetic Stellvorrich ⁇ tion of the armature and the pole core are in a tubular Kör ⁇ per, also referred to as a guide bush, stored with an open En ⁇ de.
  • the assembly of the adjusting ⁇ device can be simplified, since the armature and the pole core can be introduced via the open end in the tubular body and are thus already prepositioned.
  • Next ⁇ towards the tubular body may be configured such that the armature is guided well and can be easily moved along the longitudinal axis.
  • Object of an embodiment of the present invention is to provide an adjusting device that can be easily mon ⁇ animals.
  • the attachment of the tubular body in the adjusting device should be simplified.
  • An embodiment of the invention relates to an electromagnetic ⁇ tables actuator comprising a Bestrombare Spulenein ⁇ unit and a pole core with which an armature movably mounted along a longitudinal axis between a retracted position and an extended position is movable one ent ⁇ long the longitudinal axis movable mounted ram having a free end portion and with an inner end portion, with which the plunger is fixed to the anchor, wherein the armature and the pole core are arranged in a tubular body with an open end and the tubular body at least one radially inwardly or outwardly extending Befest Trentsab ⁇ section, with which the tubular body rests against the coil unit.
  • the position of the tubular body can be set in ⁇ nergur of the adjusting device in a simple manner.
  • the attachment portion acts as a stop, with wel ⁇ chem the tubular body rests against the coil unit.
  • the position of the tubular body is fixed at least in one direction with respect to the longitudinal axis.
  • its mountings ⁇ constriction portion is arranged in the region of the open end.
  • the attachment portion may be disposed at an arbitrary position of the rohrformigen body.
  • the spools- unit surrounds the tubular body in an approximately annular.
  • the fixing portion is disposed in the area of the open end, the coil unit need not be provided with steps or the like to which the fixing portion may abut. Rather, the already existing end face of the coil unit can be used as a contact surface who ⁇ the, abuts the mounting portion.
  • the attachment portion can be relatively easily finished, since a forming tool can be introduced well into the tubular body via the open end.
  • the additional construction ⁇ wall for implementing the proposed adjusting device is kept particularly low in this embodiment.
  • the fastening portion is designed resiliently. As illustrated, the tubular body rests with the attachment portion to the SPU ⁇ lenhim. With the resilient design of the attachment ⁇ section manufacturing tolerances can be compensated and it can be ensured that the coil unit in the desired installation position within the adjusting device angeord ⁇ net and held in this.
  • the Spu ⁇ lenhen comprises a bobbin and wound on the bobbin coils, the attachment portion rests on Spulenträ ⁇ ger and holds the bobbin axially in position.
  • the bobbin on which the coils can be undergowi ⁇ oped.
  • the use of the bobbin as arrival bearing surface for the attachment portion leads to a ⁇ fold produced actuator. Since the Befest Trentsab ⁇ section serves as a stop for the bobbin, the Be ⁇ fastening section holds the bobbin in the desired axia- len position.
  • the coil ⁇ carrier comprises a first subsection and a second subsection.
  • the coils may be Vollum ⁇ floppylich surrounded by the two-part coil carrier, which is not possible with a one-piece coil former.
  • One of the two subsections acts as a kind of cover, which closes the coils wound on the other subsection.
  • the coils are fixed in this embodiment in their position and better protected from external influences than in a one-piece coil carrier.
  • the bobbin carrier can be designed as an injection molded part.
  • ⁇ form the coil carrier can be produced particularly cost-effective in large quantities.
  • the possi ⁇ ability opens, to coat the tubular body during manufacture of the coil ⁇ carrier.
  • the two-part design of the coil support can be good injection molding manufacture, since undercuts can be ver ⁇ avoided.
  • the coil carrier has a conical section.
  • the conical section By means of the conical section, the introduction of the rohrformigen body can be simplified in the bobbin. Furthermore, the conical section makes it possible to produce the fastening section after insertion of the tubular body into the coil carrier, in particular by forming.
  • the tubular body can be crimped, for example, with the bobbin.
  • the Stellvor ⁇ direction may have a mounting flange for attaching the adjusting ⁇ device to an adjacent component and abut the mounting portion on the mounting flange.
  • the attachment portion is located with respect to the longitudinal axis on one side to the coil unit and at the other ⁇ hand, on the mounting flange, so that the position of the tubular body is uniquely determined with respect to the longitudinal axis.
  • An embodiment of the invention relates to the use of an electromagnetic actuator according to one of the previous embodiments for adjusting camshafts of a Ver ⁇ internal combustion engine, wherein the plunger cooperates with its free Endab ⁇ section in the extended position for adjusting a camshaft with this.
  • Assembly of the adjusting device can therefore be simplified, in particular because of the tubular body may be secured to the coil unit by means of a form ⁇ circuit so that no elaborate attachment measures such as screwing or gluing are necessary.
  • Figure lb) marked in Figure la) section X in egg ⁇ ner enlarged picture of Figure 2a) is a sectional view through a second exporting ⁇ approximately example an electromagnetic ⁇ rule setting device according to the invention
  • FIG. 2b) shows the detail Y marked in FIG. 2a) in an enlarged representation
  • FIG. 1b shows a sectional view of a first Ausure ⁇ tion of an inventive electromagnetic actuator 10i.
  • the Stellvor ⁇ device 10i comprises a tubular body 12 having a offe ⁇ NEN end 14 and a closed end 15 in which an armature 16 and a pole core disposed 18th
  • the pole core 18 has a through hole 28 into which a plunger 22 is inserted.
  • the plunger 22 has a free Endab ⁇ section 24 and an inner end portion 26.
  • the pole core 18 protrudes beyond the open end 14 of the tubular body 12 and is positively secured to a mounting flange 28 ⁇ .
  • the adjusting device 10i With the mounting flange 28, the adjusting device 10i to an adjacent component, not shown, depending on the application, for example, on a
  • Valve seat or a cylinder head cover are fastened when the actuator 10i is used as a cam phaser.
  • a ring around the tubular body 12 around a Spu ⁇ lentician 30 is arranged, which comprises a coil support 32 and ⁇ as wound up coil.
  • the bobbin 32 may be designed as an injection molded part. Radially outward, the adjusting device 10i is closed by means of a tubular housing 36 and on the opposite end of the mounting flange 28 with ei ⁇ NEM lid 38.
  • the coil ⁇ carrier 32 to a conical portion 40 simplifying ⁇ fanned the introduction of the tubular body 12 in the coil carrier 32nd Furthermore, the tubular body 12 in the region of the open end 14 on a relative to the longitudinal axis radially outwardly extending mounting portion 42i, which rests in the assembled state of the actuator 10i on the bobbin 32 and the mounting flange 28.
  • the tubular body 12 is therefore clearly positio ⁇ ned relative to the longitudinal axis L. Further fastening measures such as screwing or gluing are not necessary.
  • the conical section 40 makes it possible to provide the attachment portion 42i after insertion of the tubular portion in the bobbin 32 under Zu ⁇ assistance of a suitable tool by bending the tubular ⁇ shaped body 12.
  • the actuator 10i is operated in the following manner: In Figure la) is the armature 16 and connected to the armature 16 plunger 22 in the retracted position. To keep the on ⁇ ker 16 in the retracted position, a loading can agreed energization of the coil unit 30 may be necessary. Alter ⁇ natively, the armature 16 can be biased by a Fe ⁇ derelement, not shown, in the retracted position, wherein the coil unit 30 does not need to be energized. When ei ⁇ ner corresponding energization of the armature 16 is attracted to the pole core 18 and consequently moves towards him, whereby the plunger 22 is extended. The armature 16 and the plunger 22 are thus in the extended position. If the energization is changed or terminated, the plunger 22 and the armature 16 move back to the retracted position.
  • the armature 16 In order to prevent air or another medium from being compressed when moving the armature 16 towards the pole core 18, the armature 16 has a connection bore 44. Thus, air or other medium may flow from a side of the armature 16 facing the pole core 18 to a side of the armature 16 facing the closed end 15 of the tubular body 12.
  • FIG. 2a shows a sectional illustration of a second exemplary embodiment of the electromagnetic according to the invention
  • the fastening section 422 of the adjusting device IO2 has a plurality of regions 46, 48, 50 which are angled relative to one another.
  • its mountings ⁇ constriction portion 422 viewed radially from inside to outside a first region 46, which is substantially perpendicular to the longitudinal axis L.
  • the Befest Trentsab ⁇ section 422 has a second portion 48 which is inclined relative to the first region 46 in about 45 ° to the closed end 15 of the tubular body 12 through.
  • the fastening portion 422 has a third region 50 which is substantially parallel to the first region 46 and thus perpendicular to the longitudinal axis L ⁇ right. Radially outward, the third area 50 is slightly angled. With the third region 50 of the attachment portion 422 abuts the coil unit 30. Due to the three mutually angled regions 46, 48, 50, the attachment portion 422 has a resilient effect .
  • the bobbin 32 30 includes the coil unit comprises a first subsection 33 and a second sub-portion 35.
  • the two Un ⁇ subparagraphs 33, 35 are madestal ⁇ tet substantially U-shaped and surround the coil 34 completely. With the two outer legs engage the two subsections 33, 35th one another and are positively connected with each other.
  • the attachment portion 422 abuts with the third region on the second subsection 35.
  • the second subsection on an annular projection 52 on the in the installed the adjusting device to stand ⁇ IO2 the lid 38 of the housing 36 rests.
  • the mounting position of the Spulenein ⁇ unit 30 can be influenced with a corresponding positioning of the cover 38, since the mounting portion 422 can be biased due to its resilient effect within certain limits at a ent ⁇ speaking force application.
  • the lid 38 can be, and brings a corresponding biasing force on the projections 52 on the coil unit 30 and consequently on the fixing portion 422 on this, for example, in the housing 36 is screwed ⁇ .

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung, umfassend eine bestrombare Spuleneinheit (30) und einen Polkern (18), mit welchen ein entlang einer Längsachse (L) bewegbar gelagerter Anker (16) zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar ist, einen entlang der Längsachse (L) bewegbar gelagerten Stößel (22) mit einem freien Endabschnitt (24) und mit einem inneren Endabschnitt (26), mit welchem der Stößel (22) am Anker (16) befestigt ist, wobei der Anker (16) und der Polkern (18) in einem rohrförmigen Körper (12) mit einem offenen Ende (14) angeordnet sind und der rohrförmige Körper (12) zumindest einen radial nach innen oder außen verlaufenden Befestigungsabschnitt (421) aufweist, mit welchem der rohrförmige Körper (12) an der Spuleneinheit (30) anliegt.

Description

Elektromagnetische Stellvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung .
Derartige Stellvorrichtungen weisen einen entlang einer Längs¬ achse bewegbaren Stößel auf, der zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung bewegt werden kann. Um den Stößel zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Stel- lung zu bewegen, weist die Stellvorrichtung eine bestrombare Spuleneinheit auf, mit welcher im bestromten Zustand ein ent¬ lang einer Längsachse der Stellvorrichtung bewegbar gelagerter Anker relativ zu einem Polkern bewegt werden kann. Der Anker wirkt derart mit dem Stößel zusammen, dass die Bewegung des Ankers entlang der Längsachse auf den Stößel übertragen wird. Derartige Stellvorrichtungen werden auch als elektromagneti¬ sche Aktuatoren bezeichnet.
Ein Anwendungsbereich derartiger Stellvorrichtungen sind Ven- tile, die mit dem Stößel geöffnet und geschlossen werden kön¬ nen. Eine zum Öffnen und Schließen eines Ventils verwendete Stellvorrichtung ist in der DE 10 2014 113 349 AI offenbart.
Darüber hinaus können derartige Stellvorrichtungen als Nocken- wellenversteller eingesetzt werden. Nockenwellen weisen eine
Anzahl von Nocken auf, die exzentrische Abschnitte auf der No¬ ckenwelle darstellen. Die Nocken können entweder fest auf der Nockenwelle oder auf Nockenwellenabschnitten angeordnet sein, die drehfest aber axial verschiebbar auf eine zylindrische Welle aufbracht werden können. Mit den Nocken können angren¬ zend angeordnete, axial verschiebbare Bauteile durch Drehen der Nockenwelle in regelmäßigen Abständen verschoben werden. Eine hervorzuheben Anwendung der Nockenwellen stellt dabei das Öffnen und Schließen von Ventilen in einem Verbrennungsmotor dar. In modernen Verbrennungsmotoren ist es möglich, die Mo¬ torcharakteristik beispielsweise von einer komfortbetonten zu einer sportlichen Charakteristik zu verändern, was unter ande¬ rem durch die Veränderung des Ventilhubs, der durch die Form der Nocken bestimmt wird, umgesetzt wird. Zudem erfordern un¬ terschiedliche Motordrehzahlen variable Ventilhübe, um das Drehmoment und den Kraftstoffverbrauch zu optimieren. Andere Verbrennungsmotoren weisen eine Zylinderabschaltung auf, bei denen einige der Zylinder zum Einsparen von Kraftstoff abge¬ schaltet werden können. In diesem Fall müssen die Ventile der abgeschalteten Zylinder gar nicht mehr geöffnet werden. Auch in diesem Fall ist es vorteilhaft, nicht nur einzelne Zylinder abzuschalten, sondern auch variable Ventilhübe aus den oben genannten Gründen zu ermöglichen.
Derartige Verbrennungsmotoren erfordern Nockenwellen, die No¬ cken mit unterschiedlicher Größe und Form aufweisen. Um jedoch das Ventil mit den unterschiedlichen Hubkurven öffnen und schließen zu können, muss die Nockenwelle oder der Nockenwel¬ lenabschnitt axial verschoben werden, um die jeweils die ent¬ sprechenden Nocken mit dem Ventil zusammenwirken zu lassen. Bei bekannten Stellvorrichtungen zum axialen Verschieben der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts, die beispielswei¬ se in der der EP 2 158 596 Bl, der DE 20 2006 011 904 Ul, der WO 2016/001254 und der WO 2008/014996 AI beschrieben sind, weisen die Nockenwellen verschiedene Nuten auf, in welche eine Stellvorrichtung, auch Aktuator genannt, mit einer unter¬ schiedlichen Anzahl von Stößeln eingreift. Die Stößel sind zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar, wobei die Stößel in der ausgefahrenen Stellung in die Nuten eingreifen. Die Nuten stellen dabei einen Führungs¬ abschnitt dar und bilden zusammen mit den eingreifenden Stö- ßeln eine Kulissenführung zur axialen Verstellung der Nocken¬ welle oder des Nockenwellenabschnitts, welche hierzu um ein bestimmtes Maß gedreht werden muss. In einigen Ausführungen der elektromagnetischen Stellvorrich¬ tung sind der Anker und der Polkern in einem rohrförmigen Kör¬ per, auch als Führungsbuchse bezeichnet, mit einem offenen En¬ de gelagert. Hierdurch kann einerseits die Montage der Stell¬ vorrichtung vereinfacht werden, da der Anker und der Polkern über das offene Ende in den rohrförmigen Körper eingebracht werden können und damit bereits vorpositioniert sind. Weiter¬ hin kann der rohrförmige Körper so ausgestaltet sein, dass der Anker gut geführt wird und gut entlang der Längsachse bewegt werden kann.
Bei der beispielsweise aus der WO 2016/001254 bekannten Stell¬ vorrichtung muss allerdings der rohrförmige Körper relativ aufwendig innerhalb der Stellvorrichtung befestigt werden, beispielsweise durch Verkleben oder Verschrauben, wodurch die Montage verkompliziert und verteuert wird.
Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stellvorrichtung zu schaffen, die sich einfach mon¬ tieren lässt. Insbesondere soll die Befestigung des rohrförmi- gen Körpers in der Stellvorrichtung vereinfacht werden. Des
Weiteren soll insbesondere die axiale Einbaulage der verschie¬ denen Bauteile der Stellvorrichtung auf einfache Weise fest¬ legbar sein. Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 9 angegebe¬ nen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Ge¬ genstand der Unteransprüche. Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine elektromagne¬ tische Stellvorrichtung, umfassend eine bestrombare Spulenein¬ heit und ein Polkern, mit welchen ein entlang einer Längsachse bewegbar gelagerter Anker zwischen einer eingefahrenen Stel- lung und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar ist, einen ent¬ lang der Längsachse bewegbar gelagerten Stößel mit einem freien Endabschnitt und mit einem inneren Endabschnitt, mit welchem der Stößel am Anker befestigt ist, wobei der Anker und der Polkern in einem rohrformigen Körper mit einem offenen En- de angeordnet sind und der rohrförmige Körper zumindest einen radial nach innen oder außen verlaufenden Befestigungsab¬ schnitt aufweist, mit welchem der rohrförmige Körper an der Spuleneinheit anliegt. Da der Stößel am Anker befestigt ist, wird die Bewegung des Ankers entlang der Längsachse auf den Stößel übertragen. Die Begriffe „eingefahrene Stellung" und „ausgefahrene Stellung" beziehen sich darauf, dass der Stößel in der eingefahrenen Stellung zu einem größeren Teil innerhalb der Stellvorrichtung angeordnet ist als in der ausgefahrenen Stellung.
Mit dem radial nach innen oder außen verlaufenden Befesti¬ gungsabschnitt kann die Position des rohrformigen Körpers in¬ nerhalb der Stellvorrichtung auf einfache Weise festgelegt werden. Der Befestigungsabschnitt wirkt als Anschlag, mit wel¬ chem der rohrförmige Körper an der Spuleneinheit anliegt.
Hierdurch ist die Position des rohrformigen Körpers zumindest in eine Richtung bezogen auf die Längsachse festgelegt. Gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform ist der Befesti¬ gungsabschnitt im Bereich des offenen Endes angeordnet. Grund¬ sätzlich kann der Befestigungsabschnitt an einer beliebigen Stelle des rohrformigen Körpers angeordnet sein. Die Spulen- einheit umgibt den rohrförmigen Körper in etwa ringförmig. Wenn der Befestigungsabschnitt im Bereich des offenen Endes angeordnet ist, braucht die Spuleneinheit nicht mit Absätzen oder ähnlichem versehen zu werden, an denen der Befestigungs- abschnitt anliegen kann. Vielmehr kann die ohnehin vorhandene Stirnfläche der Spuleneinheit als Anlagefläche verwendet wer¬ den, an welcher der Befestigungsabschnitt anliegt. Zudem lässt sich der Befestigungsabschnitt relativ einfach fertigen, da ein Umformwerkzeug gut über das offene Ende in den rohrförmi- gen Körper eingebracht werden kann. Der konstruktive Mehrauf¬ wand zum Umsetzen der vorschlagsgemäßen Stellvorrichtung wird in dieser Ausführungsform besonders gering gehalten.
Nach einer weitergebildeten Ausführungsform ist der Befesti- gungsabschnitt federnd ausgeführt. Wie erläutert, liegt der rohrförmige Körper mit dem Befestigungsabschnitt an der Spu¬ leneinheit an. Mit der federnden Ausführung des Befestigungs¬ abschnitts können Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden und es kann gewährleistet werden, dass die Spuleneinheit in der gewünschten Einbaulage innerhalb der Stellvorrichtung angeord¬ net und in dieser gehalten wird.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform umfasst die Spu¬ leneinheit einen Spulenträger und auf dem Spulenträger aufge- wickelte Spulen, wobei der Befestigungsabschnitt am Spulenträ¬ ger anliegt und den Spulenträger axial in Position hält. Unter anderem aus fertigungstechnischen Gründen bietet es sich an, einen Spulenträger vorzusehen, auf welchem die Spulen aufgewi¬ ckelt werden können. Die Verwendung des Spulenträgers als An- lagefläche für den Befestigungsabschnitt führt zu einer ein¬ fach herzustellenden Stellvorrichtung. Da der Befestigungsab¬ schnitt als Anschlag für den Spulenträger dient, hält der Be¬ festigungsabschnitt den Spulenträger in der gewünschten axia- len Position. Bei der Montage wird folglich die axiale Positi¬ on des Spulenträgers und folglich der Spulen relativ zueinan¬ der eindeutig durch Anlage festgelegt, was die Montage verein¬ facht. Wenn es konstruktiv gewünscht ist, kann der Spulenträ- ger ohne großen Mehraufwand mit besonders gestalteten Anlage¬ flächen für den Befestigungsabschnitt versesehen werden.
Nach einer fortgebildeten Ausführungsform umfasst der Spulen¬ träger einen ersten Unterabschnitt und einen zweiten Unterab- schnitt. In dieser Ausführungsform können die Spulen vollum¬ fänglich vom zweiteiligen Spulenträger umgeben sein, was bei einem einteiligen Spulenträger nicht möglich ist. Einer der beiden Unterabschnitte wirkt als eine Art Deckel, welcher die auf dem anderen Unterabschnitt aufgewickelten Spulen ver- schließt. Die Spulen sind in dieser Ausführungsform in ihrer Lage fixiert und vor äußeren Einflüssen besser geschützt als bei einem einteiligen Spulenträger.
Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann der Spulenträ- ger als Spritzgussteil ausgeführt sein. In dieser Ausführungs¬ form lässt sich der Spulenträger besonders kostengünstig in großen Stückzahlen herstellen. Zudem eröffnet sich die Mög¬ lichkeit, den rohrförmigen Körper beim Herstellen des Spulen¬ trägers zu umspritzen. Hierdurch kann der Herstellungsprozess weiter vereinfacht werden, da dann die Position des rohrförmi¬ gen Körpers in Bezug auf den Spulenträger eindeutig festgelegt werden kann, insbesondere dann, wenn der Befestigungsabschnitt beidseitig vom spritzgegossenen Spulenkörper umgeben ist. Auch die zweiteilige Ausgestaltung des Spulenträgers lässt sich gut im Spritzgussverfahren herstellen, da Hinterschneidungen ver¬ mieden werden können. In einer weiteren Ausführungsform weist der Spulenträger einen konischen Abschnitt auf. Mittels des konischen Abschnitts kann das Einbringen des rohrformigen Körpers in den Spulenträger vereinfacht. Weiterhin ermöglicht es der konische Abschnitt, den Befestigungsabschnitt nach dem Einbringen des rohrformigen Körpers in den Spulenträger insbesondere durch Umformen zu fertigen. Der rohrförmige Körper kann beispielsweise mit dem Spulenträger vercrimpt werden. In einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Stellvor¬ richtung einen Befestigungsflansch zum Befestigen der Stell¬ vorrichtung an einem benachbarten Bauteil aufweisen und der Befestigungsabschnitt am Befestigungsflansch anliegen. In die¬ ser Ausführungsform liegt der Befestigungsabschnitt bezogen auf die Längsachse einerseits an der Spuleneinheit und ande¬ rerseits am Befestigungsflansch an, so dass die Position des rohrformigen Körpers bezogen auf die Längsachse eindeutig festgelegt ist. Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Verwendung einer elektromagnetischen Stellvorrichtung nach einem der vorherigen Ausführungsformen zum Verstellen von Nockenwellen eines Ver¬ brennungsmotors, wobei der Stößel mit seinem freien Endab¬ schnitt in der ausgefahrenen Stellung zum Verstellen einer No- ckenwelle mit dieser zusammenwirkt.
Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit der vor¬ schlagsgemäßen Verwendung erreichen lassen, entsprechen denje¬ nigen, die für die vorliegende Stellvorrichtung erörtert wor- den sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass die
Montage der Stellvorrichtung insbesondere deshalb vereinfacht werden kann, weil der rohrförmige Körper mittels eines Form¬ schlusses an der Spuleneinheit befestigt werden kann, so dass keine aufwendigen Befestigungsmaßnahmen wie ein Verschrauben oder Verkleben notwendig sind.
Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird im Fol- genden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Figur la) eine Schnittdarstellung durch ein erstes Ausführungs¬ beispiel einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung,
Figur lb) den in Figur la) gekennzeichneten Ausschnitt X in ei¬ ner vergrößerten Darstellung, Figur 2a) eine Schnittdarstellung durch ein zweites Ausfüh¬ rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektromagneti¬ schen Stellvorrichtung,
Figur 2b) den in Figur 2a) gekennzeichneten Ausschnitt Y in ei- ner vergrößerten Darstellung,
Figur la) zeigt eine Schnittdarstellung eines ersten Ausfüh¬ rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung 10i. In Figur lb) ist der in Figur la) gekenn- zeichnete Ausschnitt X vergrößert dargestellt. Die Stellvor¬ richtung 10i weist einen rohrförmigen Körper 12 mit einem offe¬ nen Ende 14 und einem geschlossenen Ende 15 auf, in welchem ein Anker 16 und ein Polkern 18 angeordnet sind. Der Polkern 18 weist eine Durchgangsbohrung 28 auf, in welche ein Stößel 22 eingebracht ist. Der Stößel 22 weist einen freien Endab¬ schnitt 24 und einen inneren Endabschnitt 26 auf. Mit dem in¬ neren Endabschnitt 26 ist der Stößel 22 auf nicht näher ge¬ zeigte Weise mit dem Anker 16 verbunden. Mit dem freien Endab- schnitt 24 kann der Stößel 22 mit einem nicht dargestellten Ventilkörper oder einem nicht dargestellten Ventilsitz eines Ventils oder einer ebenfalls nicht dargestellten Nut einer No¬ ckenwelle zusammenwirken.
Der Polkern 18 ragt über das offene Ende 14 des rohrförmigen Körpers 12 hinaus und ist formschlüssig an einem Befestigungs¬ flansch 28 befestigt. Mit dem Befestigungsflansch 28 kann die Stellvorrichtung 10i an einem nicht dargestellten, benachbarten Bauteil, je nach Anwendungsbereich beispielsweise an einem
Ventilsitz oder einer Zylinderkopfhaube befestigt werden, wenn die Stellvorrichtung 10i als ein Nockenversteller verwendet wird . Ringförmig um den rohrförmigen Körper 12 herum ist eine Spu¬ leneinheit 30 angeordnet, welche einen Spulenträger 32 und da¬ rauf aufgewickelte Spulen umfasst. Der Spulenträger 32 kann als Spritzgussteil ausgeführt sein. Radial nach außen ist die Stellvorrichtung 10i mittels eines rohrförmigen Gehäuses 36 und am dem Befestigungsflansch 28 gegenüberliegenden Ende mit ei¬ nem Deckel 38 verschlossen.
Wie insbesondere aus Figur lb) hervorgeht, weist der Spulen¬ träger 32 einen konischen Abschnitt 40 auf, der das Einbringen des rohrförmigen Körpers 12 in den Spulenträger 32 verein¬ facht. Weiterhin weist der rohrförmige Körper 12 im Bereich des offenen Endes 14 einen bezogen auf die Längsachse radial nach außen verlaufenden Befestigungsabschnitt 42i auf, der im montierten Zustand der Stellvorrichtung 10i am Spulenträger 32 und am Befestigungsflansch 28 anliegt. Der rohrförmige Körper 12 ist daher bezogen auf die Längsachse L eindeutig positio¬ niert. Weitere Befestigungsmaßnahmen wie Verschrauben oder Verkleben sind nicht notwendig. Der konische Abschnitt 40 er- möglicht es, den Befestigungsabschnitt 42i nach dem Einbringen des rohrförmigen Abschnitts in den Spulenträger 32 unter Zu¬ hilfenahme eines geeigneten Werkzeugs durch Umbiegen des rohr¬ förmigen Körpers 12 bereitzustellen.
Die Stellvorrichtung 10i wird auf folgende Weise betrieben: In Figur la) befindet sich der Anker 16 und der mit dem Anker 16 verbundene Stößel 22 in der eingefahrenen Stellung. Um den An¬ ker 16 in der eingefahrenen Stellung zu halten, kann eine be- stimmte Bestromung der Spuleneinheit 30 notwendig sein. Alter¬ nativ kann der Anker 16 von einem nicht dargestellten Fe¬ derelement in die eingefahrene Stellung vorgespannt werden, wobei die Spuleneinheit 30 nicht bestromt werden muss. Bei ei¬ ner entsprechenden Bestromung wird der Anker 16 vom Polkern 18 angezogen und bewegt sich infolgedessen auf ihn zu, wodurch der Stößel 22 ausgefahren wird. Der Anker 16 und der Stößel 22 befinden sich folglich in der ausgefahrenen Stellung. Wird die Bestromung geändert oder beendet, bewegen sich der Stößel 22 und der Anker 16 wieder in die eingefahrene Position.
Um zu verhindern, dass beim Bewegen des Ankers 16 zum Polkern 18 hin Luft oder ein anderes Medium komprimiert wird, weist der Anker 16 eine Verbindungsbohrung 44 auf. Folglich kann Luft oder ein anderes Medium von einer zum Polkern 18 hinwei- senden Seite des Ankers 16 zu einer zum geschlossenen Ende 15 des rohrförmigen Körpers 12 hinweisenden Seite des Ankers 16 fließen .
Figur 2a) zeigt eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausfüh- rungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektromagnetischen
Stellvorrichtung IO2. In Figur 2b) ist der in Figur 2a) gekenn¬ zeichnete Ausschnitt Y vergrößert dargestellt. Der prinzipiel¬ le Aufbau und der Betrieb der Stellvorrichtung IO2 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel gleichen demjenigen der Stellvor¬ richtung 10i nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Insofern wird im Folgenden nur auf die wesentlichen Unterschiede der Stell¬ vorrichtung 10i nach dem ersten Ausführungsbeispiel und der Stellvorrichtung IO2 nach dem ersten Ausführungsbeispiel einge¬ gangen .
Wie insbesondere aus einem Vergleich der Figuren lb) und Figur 2b) ersichtlich, weist der Befestigungsabschnitt 422 der Stell- Vorrichtung IO2 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel mehrere gegeneinander abgewinkelte Bereiche 46, 48, 50 auf. Im in Fi¬ gur 2b) dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Befesti¬ gungsabschnitt 422 radial von innen nach außen gesehen einen ersten Bereich 46 auf, welcher im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse L verläuft. Anschließend weist der Befestigungsab¬ schnitt 422 einen zweiten Bereich 48 auf, der gegenüber dem ersten Bereich 46 in etwa um 45° zum geschlossenen Ende 15 des rohrförmigen Körpers 12 hin geneigt ist. Weiterhin weist der Befestigungsabschnitt 422 einen dritten Bereich 50 auf, welcher im Wesentlichen parallel zum ersten Bereich 46 und damit senk¬ recht zur Längsachse L verläuft. Radial nach außen ist der dritte Bereich 50 etwas abgewinkelt. Mit dem dritten Bereich 50 liegt der Befestigungsabschnitt 422 an der Spuleneinheit 30 an. Aufgrund der drei gegeneinander abgewinkelten Bereiche 46, 48, 50 weist der Befestigungsabschnitt 422 eine federnde Wir¬ kung auf.
Im zweiten Ausführungsbeispiel der Stellvorrichtung IO2 umfasst der Spulenträger 32 der Spuleneinheit 30 einen ersten Unterab- schnitt 33 und einen zweiten Unterabschnitt 35. Die beiden Un¬ terabschnitte 33, 35 sind im Wesentlichen U-förmig ausgestal¬ tet und umschließen die Spulen 34 vollständig. Mit den beiden äußeren Schenkeln greifen die beiden Unterabschnitte 33, 35 ineinander ein und sind formschlüssig miteinander verbunden. Der Befestigungsabschnitt 422 liegt mit dem dritten Bereich am zweiten Unterabschnitt 35 an. Am gegenüberliegenden Ende weist der zweite Unterabschnitt 35 einen ringförmigen Vorsprung 52 auf, auf den im montierten Zu¬ stand der Stellvorrichtung IO2 der Deckel 38 des Gehäuses 36 aufliegt. Bei der Montage kann die Einbaulage der Spulenein¬ heit 30 mit einer entsprechenden Positionierung des Deckels 38 beeinflusst werden, da der Befestigungsabschnitt 422 aufgrund seiner federnden Wirkung in gewissen Grenzen bei einer ent¬ sprechenden Kraftbeaufschlagung vorgespannt werden kann. Der Deckel 38 kann hierzu beispielsweise in das Gehäuse 36 einge¬ schraubt werden und bringt eine entsprechende Vorspannkraft über die Vorsprünge 52 auf die Spuleneinheit 30 und folglich auf den Befestigungsabschnitt 422 auf.
Bezugszeichenliste
10, 10i, 102 Stellvorrichtung
12 rohrformiger Körper
14 offenes Ende
15 geschlossenes Ende
16 Anker
18 Polkern
20 Durchgangsbohrung
22 Stößel
24 freier Endabschnitt
26 innerer Endabschnitt
28 Befestigungsflansch
30 Spuleneinheit
32 Spulenträger
34 Spulen
36 Gehäuse
38 Deckel
40 konischer Abschnitt
42, 42i, 422 Befestigungsabschnitt
44 Verbindungsbohrung
46 erster Bereich
48 zweiter Bereich
50 dritter Bereich
52 Vorsprung
X, Y Ausschnitt
L Längsachse

Claims

Patentansprüche
1. Elektromagnetische Stellvorrichtung, umfassend
eine bestrombare Spuleneinheit (30) und einen Polkern (18), mit welchen ein entlang einer Längsachse (L) be¬ wegbar gelagerter Anker (16) zwischen einer eingefahre¬ nen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar ist ,
einen entlang der Längsachse (L) bewegbar gelagerten Stößel (22) mit einem freien Endabschnitt (24) und mit einem inneren Endabschnitt (26), mit welchem der Stößel (22) am Anker (16) befestigt ist, wobei
der Anker (16) und der Polkern (18) in einem rohrförmi- gen Körper (12) mit einem offenen Ende (14) angeordnet sind und der rohrförmige Körper (12) zumindest einen ra¬ dial nach innen oder außen verlaufenden Befestigungsab¬ schnitt (42) aufweist, mit welchem der rohrförmige Kör¬ per (12) an der Spuleneinheit (30) anliegt.
2. Elektromagnetische Stellvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (42) im Bereich des offenen Endes (14) angeordnet ist.
3. Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der Ansprü- che 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (42) federnd ausgeführt ist.
4. Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorheri- gen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Spuleneinheit (30) einen Spulenträger (32) und auf dem Spulenträger (32) aufgewi¬ ckelte Spulen (34) umfasst, wobei der Befestigungsabschnitt (42) am Spulenträger (32) anliegt und den Spulenträger (32) axial in Position hält.
Elektromagnetische Stellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (32) einen ersten Unterabschnitt (33) und einen zweiten Unterabschnitt (35) umfasst.
Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (32) als Spritzgussteil ausgeführt ist.
Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem Ansprüche 4 bis 6 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (32) einen konischen Abschnitt (40) aufweist.
Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorheri¬ gen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (10) ei¬ nen Befestigungsflansch (28) zum Befestigen der Stellvor¬ richtung (10) an einem benachbarten Bauteil aufweist und der Befestigungsabschnitt (42) am Befestigungsflansch (28) anliegt .
Verwendung einer elektromagnetischen Stellvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche zum Verstellen von No¬ ckenwellen eines Verbrennungsmotors,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (22) mit seinem freien Endabschnitt (24) in der ausgefahrenen Stellung zum Verstellen einer Nockenwelle mit dieser zusammenwirkt.
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