WO2019057401A1

WO2019057401A1 - Stellvorrichtung mit einem abgedichteten führungszylinder

Info

Publication number: WO2019057401A1
Application number: PCT/EP2018/072039
Authority: WO
Inventors: Tsuneo Suzuki; Wolfram Maiwald; Harald Burkart; Michael TISCHTSCHENKO; Andreas Kammerer
Original assignee: Kendrion (Villingen) Gmbh
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2019-03-28
Also published as: DE102017121947A1; US20200308994A1; CN111094707A; EP3685023A1; US10941678B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung (1) aufweisend mindestens eine Stößelanordnung (3, 6), wobei die mindestens eine Stößelanordnung (3, 6) einen Stößel (31, 61), mindestens einen Führungszylinder (34, 64) und einen Polkern (44, 74) umfasst, wobei der Stößel (31, 61) entlang einer Längsachse (30, 60) in dem Führungszylinder (34, 64) verschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen dem Führungszylinder (34, 64) und dem Polkern (44, 74) eine nicht-magnetische Verbindungsbuchse (43, 73) angeordnet ist, und wobei der Führungszylinder (34, 64) und der Polkern (44, 74) durch die Verbindungsbuchse (43, 73) in der Längsachse (30, 60) in einem Abstand angeordnet sind.

Description

Stellvorrichtung mit einem abgedichteten Führungszylinder

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung nach dem

Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Stellvorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Stellvorrichtung zur Veränderung der

Ventilöffnung und/oder der Ventilöffnungszeiten bei

Verbrennungskraftmaschinen und/oder eine Stellvorrichtung zur partiellen Zylinderabschaltung von Verbrennungskraftmaschinen.

Stellvorrichtungen, insbesondere Stellvorrichtungen mit elektromagnetisch betriebenen Aktoren, werden in der

Kraftfahrzeugtechnik zum Öffnen und Schließen der Einlass- sowie Auslassventile der Zylinder von Diesel- und/oder

Benzinmotoren verwendet, die das KraftStoffgemisch in den

Verbrennungsraum einführen und die verbrannten Abgase aus dem Verbrennungsraum wieder ausleiten. Zur Erreichung möglichst hoher Wirkungsgrade der Verbrennungsmaschinen sind die

Zeitpunkte des Öffnens und des Schließens der Ventile präzise einzustellen, welches mittels einer Ventilsteuerung oder eines Ventiltriebs erfolgt. Darunter versteht man den Mechanismus, der bei einem Hubkolbenmotor die Ventile und damit den

Ladungswechsel durch Öffnen und Schließen der Einlass- und Abgasaustrittskanäle steuert. In der Regel wird das Ventil dabei von einer Nockenwelle über einen Stößel, einen

Schlepphebel oder Kipphebel geöffnet. Geschlossen werden

Ventile durch Schraubenfedern, Gasfedern oder zwangsgesteuert über einen Schließnocken. Die Nockenwelle wird dabei von der Kurbelwelle des Motors angetrieben.

In dem Stand der Technik haben sich sogenannte

Schiebenockensysteme bewährt, die eine Nockenwelle mit Nuten aufweisen, die um die Drehachse der Nockenwelle verlaufend angeordnet sind. Die Nuten stehen mit einem vorderen Ende der Stößel der Stellvorrichtung in einer Wirkverbindung, wobei zumindest ein vorderes Ende eines Stößels im betätigten

Zustand der Stellvorrichtung in die Nockenwelle eingreift.

Derartige Stellvorrichtungen bestehen aus einem Paar parallel zueinander bewegbarer Stößel, die wechselweise in die Nuten der Schiebenockenwelle eingreifen und somit eine Bewegung der Schiebenockenwelle verursachen, wodurch die Ventile

angesteuert sind. Eine derartige Stellvorrichtung ist

beispielsweise der DE 10 2011 009 327 B4 zu entnehmen.

Nachteilig an diesem Stand der Technik hat sich erwiesen, dass die Stellvorrichtungen aufwendig abgedichtet werden müssen, um den Austritt von Schmiermittel aus einem Nockenwellengehäuse zu verhindern. Eine Dichtung der Stößel ist stets mit Reibung verbunden. Die Aktoren der Stößel sind somit leistungsstärker auszulegen und entsprechend schwerer und teurer. Daher sind typischer Weise in einer Stellvorrichtung eine Vielzahl von Dichtungen angeordnet, die die Führungszylinder und das

Gehäuse abdichten.

Weiterhin hat sich die Montage eines solchen

Schiebenockensystems mit einer Schiebenockenwelle und einer Stellvorrichtung als äußerst aufwendig erwiesen. Die

Stellvorrichtung und die Schiebenockenwelle müssen präzise zueinander positioniert werden. Es hat sich gezeigt, dass Verspannungen einerseits dazu führen, dass die Stößel in der Führungshülse verkanten oder verklemmen, und dass andererseits bei Verformungen die Dichtwirkung der Dichtungen nachlässt und Schmierflüssigkeiten austreten können. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die

Nachteile des vorliegenden Standes der Technik zu beseitigen und eine Stellvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die ein vereinfachtes Dichtungskonzept bereitstellt, das kostengünstig in der Herstellung und unempfindlich gegenüber Verformungen ist. Darüber hinaus soll die Stellvorrichtung einfach in der Montage und zuverlässig im Betrieb sein.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Stellvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere Vorteilhafte

Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung umfasst mindestens eine Stößelanordnung, wobei die mindestens eine Stößelanordnung einen Stößel, mindestens einen Führungszylinder und eine

Polplatte umfasst, wobei der Stößel entlang einer Längsachse von einem unbetätigten Zustand in einen betätigten Zustand in dem Führungszylinder entlang einer Längsachse verschiebbar angeordnet ist. Der betätigte Zustand entspricht einer

Eingriffsstellung in die Nuten einer Nockenwelle und der unbetätigte Zustand die in den Führungszylinder zurückgezogene Stellung, in der kein Eingriff in die Nuten der Nockenwelle besteht .

Erfindungsgemäß ist zwischen dem Führungszylinder und dem

Polkern eine nicht-magnetische Verbindungsbuchse angeordnet, wobei der Führungszylinder und der Polkern durch die

Verbindungsbuchse in der Längsachse in einem Abstand

angeordnet sind. Der Polkern und der Führungszylinder sind aus einem weichmagnetischen Werkstoff hergestellt, währenddessen die Verbindungsbuchse aufgrund der nicht-magnetischen

Eigenschaften einen Spalt für einen magnetischen Nebenfluss bildet. Die Verbindungsbuchse kann form-, stoff- oder kraftschlüssig mit dem Polkern und dem Führungszylinder verbunden sein.

Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die

Verbindungsbuchse aus einem Edelstahl hergestellt ist.

Nichtmagnetische Edelstahle sind beispielsweise

Chromnickelstähle mit einem austenitischen Gefüge und sind ausreichend gut zu verarbeiten und weisen bei der geforderten dünnwandigen Bauform eine ausreichende Festigkeit auf, um den mechanischen, oft stoßartigen Belastungen gerecht zu werden.

Darüber hinaus hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Abstand zwischen dem Führungszylinder und dem Polkern an den Arbeitshub des jeweiligen Stößels angepasst ist. Der Abstand zwischen dem Führungszylinder und dem Polkern sollte dem Arbeitshub des Stößels entsprechen, kann jedoch um bis zu ± 50 % von dem Arbeitshub abweichen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungsbuchse mit dem Polkern und/oder die Verbindungsbuchse mit dem Führungszylinder druckdicht verbunden ist bzw. sind. Insbesondere eignen sich für eine druckdichte Verbindung Schweißverbindungen, die kostengünstig und einfach hergestellt werden können und hohe Festigkeiten aufweisen. Die Verbindung zwischen dem Polkern und dem Führungszylinder ist nämlich beim schlagartigen

Zurückstellen oder Zustellen des Stößels mechanisch hoch belastet . Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die

Stellvorrichtung mindestens eine erste Stößelanordnung und mindestens eine zweite Stößelanordnung aufweist, die parallel und beabstandet senkrecht auf einer Anschlussplatte angeordnet sind. Die Anschlussplatte weist mindestens eine erste

Ausnehmung und mindestens eine zweite Ausnehmung auf, wobei die mindestens erste Stößelanordnung die mindestens erste Ausnehmung durchgreift und die mindestens zweite

Stößelanordnung die mindestens zweite Ausnehmung durchgreift, wobei zwischen mindestens einer der Ausnehmungen und einer der Stößelanordnungen ein Spiel vorgesehen ist. Das Spiel ist ein umlaufender Spalt zwischen der Stößelanordnung und der

Ausnehmung und kann entweder durch eine vergrößerte Ausbildung der Ausnehmung oder durch eine entsprechende Anpassung des Außendurchmessers des Führungszylinders der jeweiligen

Stößelanordnung bewerkstelligt werden. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise Bohrungen. Daraus ergibt sich insbesondere, dass großzügigere Fertigungstoleranzen auf Seiten des

Nockenwellengehäuses und auf Seiten der Stellvorrichtung realisiert werden können, wodurch deutliche Kostenvorteile erreicht werden. Die großzügigen Toleranzen können durch die schwimmende Lagerung der Stößelanordnung an der

Anschlussplatte ausgeglichen werden, ohne dass aufgrund von Spannungen die Stößel verkanten oder in den Führungshülsen verklemmen können.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn die jeweilige

Stößelanordnung mindestens einen Aktor aufweist, der in einer Wirkverbindung mit einem hinteren Ende des Stößels steht.

Durch das Zusammenwirken der Aktoren mit den jeweiligen

Stößeln sind diese in der jeweiligen Stößelanordnung entlang der Längsachse auf eine gemeinsame Nockenwelle geführt und greifen in mindestens eine Nut ein. Die Aktoren können die Stößel der jeweiligen Stößelanordnung unabhängig voneinander ansteuern, wobei vorteilhafterweise die Aktoren stabförmig ausgebildet sind und in dem jeweiligen Führungszylinder der Stößelanordnung beweglich geführt sind. Hierzu eignen sich insbesondere zylinderförmige Aktoren. Die Aktoren können mechanisch, magnetisch oder elektromagnetisch betätigbar sein.

Darüber hinaus ist es besonders vorteilhaft, wenn die Aktoren magnetisch oder elektromagnetisch betätigbar sind und jeweils von einer separaten Aktorspule umgeben sind. Dadurch können die Aktoren mittels einfacher elektrischer Signale gezielt betätigt werden, so dass auf die Stößel eine optimierte

Druckfolge ausgeübt wird, welche dafür sorgt, dass die

Verbrennungskraftmaschine im jeweils optimierten

Betriebsbereich arbeitet.

Weiter bevorzugt ist der jeweilige Führungszylinder aus einer ersten Führungshülse und einer zweiten Führungshülse gebildet. Die erste Führungshülse bildet anschlussseitig eine

Führungszylinderöffnung, durch die der Stößel entlang der Längsachse in Richtung der Nockenwelle geführt ist und nach Art eines Gleitlagers abgestützt ist. Die erste Führungshülse kann vorzugsweise aus einem nicht magnetischen Werkstoff hergestellt werden, um die Reibungsverhältnisse bei der

Axialbewegung zu stabilisieren. Die zweite Führungshülse ist vorteilhafter Weise auf der von der Führungszylinderöffnung abgewandten Seite der ersten Führungshülse angeordnet und umschließt bereichsweise zusammen mit der ersten Führungshülse den Stößel und den Aktor. Die zweite Führungshülse kann aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt sein, wobei

vorteilhafterweise auf der dem Stößel oder dem Aktor

zugewandeten Seite der zweiten Führungshülse eine Umhüllung aus einem nicht magnetischen Metall, beispielsweise einer Chrom-Nickel-Legierung, angebracht sein kann, um die Reibung bei der Axialbewegung des Stößels bzw. des Aktors zu

stabilisieren .

Die erste Führungshülse und die zweite Führungshülse sind typischerweise ineinander gesteckt, vorzugsweise zur Bildung einer druckdichten Verbindung. Die Verbindung zwischen der ersten Führungshülse und der zweiten Führungshülse kann darüber hinaus eine Klebeverbindung, Pressverbindung oder dergleichen sein.

Weiterhin bevorzugt lagert die zweite Führungshülse den Aktor an einem hinteren Ende des Stößels und die erste Führungshülse den Stößel. Die zweite Führungshülse ist demnach bereichsweise zwischen der jeweiligen Aktorspule und dem jeweiligen Aktor angeordnet .

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn ein Federelement vorgesehen ist, das einerseits an dem Führungszylinder abgestützt ist und andererseits in Wirkkontakt mit dem Stößel steht. Das Federelement ist beispielsweise an einem Absatz in dem ersten Führungszylinder als eine Druckfeder oder an einem Innenabsatz in dem zweiten Führungszylinder als Zugfeder abgestützt. Zur Herstellung des Kontaktes zwischen dem

Federelement und dem jeweiligen Stößel kann der Stößel einen Federteller aufweisen. Der Federteller kann auf den Stößel aufgesetzt, angeformt oder angearbeitet sein. Der Federteller dient darüber hinaus der Führung des Stößels in dem jeweiligen Führungszylinder. Das erste Federelement kann eine im

Linkssinn gewickelte Schraubenfeder und das zweite

Federelement eine im Rechtssinne gewickelte Schraubenfeder sein und vice versa. Insbesondere die im Rotationssinne gegenläufig angeordneten Druckfedern verhindern ein Verklemmen der Stößel.

Darüber hinaus ist besonders vorteilhaft, wenn der

Führungszylinder auf einer Außenfläche eine Dichtung aufweist, Die Dichtung kann als herkömmlicher Dichtring ausgebildet sein und einen Spalt zwischen dem Führungszylinder und einer

Gehäuseöffnung eines Nockenwellengehäuses verschließen .

Insbesondere in Kombination mit einem an dem hinteren Ende dicht verschlossenen Führungszylinder ist die Stellvorrichtung im montierten Zustand an einem Nockenwellengehäuse abgedichtet und weitere Dichtungen sind innerhalb des Gehäuses nicht notwendig .

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der jeweilige

Führungszylinder eine Anlagefläche aufweist, die auf der

Anschlussseite der Anschlussplatte anliegt, wodurch eine besonders einfache Montage der Stellvorrichtung realisiert ist. Bei der Montage der Stellvorrichtung auf das

Nockenwellengehäuse wirken somit keine Kräfte auf die

Aktorspule .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der

vorliegenden Erfindung ist in dem Führungszylinder eine

Gleitbuchse vorgesehen, durch die der maximale Arbeitshub des jeweiligen Stößels in der Längsachse vorgegeben ist. Der

Stößel kann vorzugsweise in dem von der ersten Führungshülse und der zweiten Führungshülse mit dem Stößel eingeschlossenen Raum angeordnet sein, so dass eine zusätzliche Fixierung der Hülse nicht notwendig ist. Eine solche Gleitbuchse ist ein kostengünstiges Bauteil, welches bevorzugt aus einem nicht magnetischen Werkstoff hergestellt ist und eine einfache individualisierbare Einstellung des Arbeitshubes einer

Stellvorrichtung ermöglicht und eine reibungsarme Lagerung des Stößels gewährleistet. Insbesondere eine reibungsarme Lagerung des Stößels reduziert die notwendigen Zustellkräfte.

Weiterhin es besonders vorteilhaft, wenn ein Gehäuse die

Stößelanordnung auf der von der Anschlussseite abgewandten Seite der Anschlussplatte umschließt. Das Gehäuse schützt die Stößelanordnung vor Fremdeinwirkungen und Verschmutzungen.

Darüber hinaus ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die

Stellvorrichtung im Cartridge-Design ausgebildet ist. Hierzu weist die Stellvorrichtung, insbesondere der jeweilige

Führungszylinder, Führungsflächen auf, durch die beim

Aufsetzen bzw. Einsetzten der Stellvorrichtung auf ein

Nockenwellengehäuse eine Selbst Zentrierung der Stößelanordnung der Stellvorrichtung erfolgt. Das Spiel zwischen mindestens einer Ausnehmung und einer Stößelanordnung erlaubt die bei der Selbst Zentrierung erforderlichen Verschiebungen, ohne dass es in der jeweiligen Stößelanordnung zu Verspannungen oder

Verformungen kommt .

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung. Die

Stellvorrichtung besteht aus mindestens einer Stößelanordnung, die mindestens einen Stößel, mindestens einen Führungszylinder und einen Polkern umfasst, wobei der Stößel entlang einer Längsachse in dem Führungszylinder verschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen dem Führungszylinder und dem Polkern eine nicht magnetische Verbindungsbuchse angeordnet ist und wobei der Führungszylinder und der Polkern durch die Verbindungsbuchse in der Längsachse in einem Abstand angeordnet sind.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der

Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen

Stellvorrichtung mit einer Stößelanordnung mit einem Führungszylinder, der als halboffener Zylinder mittels eines deckeiförmigen Polkerns und einer nicht-magnetischen Verbindungsbuchse verschlossen ist, und

Figur 2 eine schematische und geschnittene Ansicht der

Stellvorrichtung gemäß Figur 1.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 eine Stellvorrichtung 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.

Figur 1 zeigt die Stellvorrichtung 1 mit einer ersten

Stößelanordnung 3, einer zweiten Stößelanordnung 6 und einer Anschlussplatte 10. Die Anschlussplatte 10 ist dazu

eingerichtet, die Stellvorrichtung 1 an einem nicht

dargestellten Nockenwellengehäuse zu befestigen. Die

Stößelanordnungen 3, 6 sind im Wesentlichen baugleich und zueinander parallel und beabstandet und umfassen jeweils einen Stößel 31, 61 der in einen jeweiligen Führungszylinder 34, 64 entlang einer Längsachse 30, 60 um einen Arbeitshub 59, 89 längsverschieblich angeordnet ist. Der Arbeitshub 59, 89 ist mittels Doppelpfeilen in Figur 2 dargestellt.

Der jeweilige Stößel 31, 61 weist ein vorderes Ende 32, 62 und ein hinteres Ende 33, 63 auf, wobei das vordere Ende 32, 62 durch eine in den jeweiligen Führungszylinder 34, 64

eingearbeitete Führungszylinderöffnung 59, 79 herausragt und an dem hinteren Ende 33, 63 ein Aktor 35, 65 angeordnet ist.

Die Stellvorrichtung 1 bzw. die Anschlussplatte 10 weist zum Verbinden mit dem Nockenwellengehäuse mehrere Schrauben 16 auf. Weiterhin sind die erste Stößelanordnung 3 und die zweite Stößelanordnung 6 auf der von der Anschlussseite 15

abgewandten Seite der Anschlussplatte 10 von einem Gehäuse 8 umgeben. Die Stellvorrichtung 1 ist somit in einem Cartridge- Design ausgebildet, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Stellvorrichtung 1 mit geringem Aufwand auf ein

Nockenwellengehäuse aufsteckbar und befestigbar ist.

Figur 2 ist zu entnehmen, dass die Anschlussplatte 10 eine erste Ausnehmung 11 und eine zweite Ausnehmung 12 aufweist, wobei die erste Ausnehmung 11 für die erste Stößelanordnung 3 und die zweite Ausnehmung 12 für die zweite Stößelanordnung 6 vorgesehen ist. Die Längsachse 30 der ersten Stößelanordnung 3 und die Längsachse 60 der zweiten Stößelanordnung 6 sind senkrecht zu der Anschlussplatte 10 ausgerichtet und verlaufen zueinander beabstandet.

Der jeweilige Stößel 31, 61 ist mittels des jeweiligen

Führungszylinders 34, 64 durch die Ausnehmung 11, 12 geführt, wobei die zweite Stößelanordnung 6 schwimmend mit einem Spiel 7 in der zweiten Ausnehmung 12 gehalten ist, um eine Doppelpassung mit dem Nockenwellengehäuse (nicht dargestellt) zu vermeiden. Dementsprechend ist die zweite Stößelanordnung 6 in der Ebene der Anschlussplatte 10 beweglich gehalten, vorzugsweise um ±0,5 mm.

Das Spiel 7 kann entweder durch eine größer bemessene

Ausnehmung 11, 12 realisiert werden, oder durch einen kleiner bemessenen Außenumfang bzw. Durchmesser des jeweiligen

Führungszylinders 34, 64. Das Spiel 7 ist im montierten

Zustand der Stellvorrichtung 1 in der Ausnehmung 12 ein ringförmiger Spalt zwischen der Anschlussplatte 10 und dem Führungszylinder 34, 64. Darüber hinaus ermöglicht das Spiel 7 bzw. die schwimmende Lagerung bei der Montage der

Stellvorrichtung 1 auf das Nockenwellengehäuse eine

Selbst Zentrierung der Führungszylinder 34, 64 mittels dafür vorgesehener Führungsflächen 55, 85. Die Führungsflächen 55, 85 sind beispielsweise als Fase ausgebildet.

Der jeweilige Führungszylinder 34, 64 ist zweiteilig aus einer ersten Führungshülse 41, 71 und einer zweiten Führungshülse 42, 72 ausgebildet, die druckdicht mit einer Steckverbindung 51, 81 ineinandergesteckt sind. Die erste Führungshülse 41, 71 ist aus einem nicht magnetischen Werkstoff hergestellt und weist auf einer inneren Mantelfläche 52, 82 einen Innenabsatz 50, 80 auf. Die zweite Führungshülse 42, 72 ist formschlüssig in die erste Führungshülse 41, 71 bis zum Innenabsatz 50, 80 eingesetzt. Die zweite Führungshülse 42, 72 ist aus einem weichmagnetischen Werkstoff hergestellt, und ist

typischerweise auf der dem Aktor 35, 65 oder dem Stößel 31, 61 zugewandten Seite mit einer nicht magnetischen

Metallbeschichtung versehen, durch die die Reibung bei der Axialbewegung des Stößels 31, 61 bzw. des Aktors 35, 65 stabilisiert wird. Die Metallbeschichtung ist vorzugsweise eine Chrom-Nickel-Legierung.

Weiterhin ist in Figur 2 dargestellt, dass das dem hinteren Ende 33, 63 zugeordnete Ende des jeweiligen Führungszylinders 34, 64 mittels eines deckelartigen Polkerns 44, 74 und einer Verbindungsbuchse 43, 73 verschlossen ist. Der Polkern 44, 74 ist aus einem weichmagnetischen Werkstoff hergestellt. Auf der von dem Führungszylinder 34, 64 abgewandten Seite des Polkerns 44, 74 ist ein Permanentmagnet 56, 86 angeordnet.

Zwischen dem Polkern 44, 74 und dem Führungszylinder 34, 64, bzw. der zweiten Führungshülse 42, 72 ist die

Verbindungsbuchse 43, 73 angeordnet, durch die der jeweilige Führungszylinder 34, 64 mit dem Polkern 44, 74 indirekt verbunden ist. Die Verbindungsbuchse 43, 73 ist aus einem nicht-magnetischen Werkstoff, vorzugsweise einem Edelmetall aus einer austenitischen Legierung, hergestellt, und mit dem Führungszylinder 34, 64, bzw. der jeweiligen zweiten

Führungshülse 41, 71 und dem jeweiligen Polkern 44, 74 zur Bildung einer druckfesten, gas- und flüssigkeitsdichten

Verbindung verschweißt. Der Führungszylinder 34, 64 ist demnach ein halboffener Zylinder mit einem verschlossenen Ende und einem offenen Ende, das die Führungszylinderöffnung 49, 79 aufweist .

Der Polkern 44, 74 und der Führungszylinder 34, 64 sind durch die Verbindungsbuchse 43, 73 zueinander beabstandet

angeordnet, wobei durch die Verbindungsbuchse 43, 73 ein magnetisch durchlässiger Spalt 45, 75 für einen magnetischen

Nebenfluss gebildet ist. Die Höhe des jeweiligen Spalts 45, 75 in der Längsachse 30, 60 entspricht im Wesentlichen dem maximalen Arbeitshub 59, 89 des jeweiligen Stößels 31, 61, jedoch sind Abweichungen von ± 50 % möglich.

Die zweite Führungshülse 42, 72 hat einen Absatz 38, 68, an dem ein Federelement 37, 67 anliegt. Das Federelement 37, 67 ist einerseits an dem Absatz 38, 68 abgestützt und steht andererseits in Wirkverbindung mit dem Stößel 31, 61, bzw. mit einem Federteller 40, 70 des Stößels 31, 61. Das erste

Federelement 37 ist eine im Linkssinn gewickelte

Schraubenfeder und das zweite Federelement 67 eine im

Rechtssinn gewickelte Schraubenfeder, wobei die Federelemente 37, 67 als glasfaserverstärkte KunstStofffedern ausgebildet sein können.

Der Federteller 40, 70 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Flansch ausgebildet, der zwischen einem Aktor 35, 65 und dem jeweiligen Stößel 31, 61 angeordnet ist. Der Aktor 35, 65 steht in Wirkverbindung mit dem jeweiligen hinteren Ende 33, 63 des Stößels. Um den Aktor 35, 65 ist jeweils eine

elektrisch betätigbare Aktorspule 36, 66 angeordnet, die zum Zustellen des jeweiligen Aktors 35, 65 unter Strom gesetzt werden kann.

Der Permanentmagnet 56, 86 übt jeweils eine entlang der

Längsachse 30, 60 wirkende Anziehungskraft auf den Aktor 35,

65 aus, so dass der Aktor 35, 65 in eine eingefahrene Stellung bzw. von dem Permanentmagnet 56, 86 gezogen wird und somit an dem Polkern 44, 74 anliegt. Dieser Zustand entspricht dem unbetätigten Zustand. Hierdurch wird das Federelement 37, 67 gestaucht, wodurch eine Vorspannkraft bereitgestellt ist, die kleiner ist als die Anziehungskraft des jeweiligen

Permanentmagnets 56, 86. Der Aktor 35, 65 und der Stößel 31, 61 nehmen die eingefahrene Stellung bzw. den unbetätigten Zustand ein.

Zum Zustellen des jeweiligen Aktors 35, 65 wird die Aktorspule 36, 66 bestromt und ein Magnetfeld aufgebaut, welches eine Magnetkraft auf den Aktor 35, 65 induziert. Die Magnetkraft wirkt in dieselbe Richtung wie die von dem Federelement 37, 67 bereitgestellte Vorspannkraft, welche gegen die

Anziehungskraft des Permanentmagnets 56, 86 wirkt. Die Summe aus der Magnetkraft und der Vorspannkraft ist größer als die Anziehungskraft des Permanentmagnets 56, 86. Infolgedessen werden der jeweilige Aktor 35, 65 und der jeweilige Stößel 31, 61 in dem entsprechenden Führungszylinder 34, 64 axial entlang der Längsachse 30, 60 geführt zugestellt, bis das vordere Ende 32, 62 des jeweiligen Stößels 31, 61 in eine Nut einer

Nockenwelle (nicht dargestellt) eingreift. Die Nockenwelle (nicht dargestellt) dreht sich dabei um eine senkrecht zu der jeweiligen Längsachse 30, 60 der Stößel 31, 61 verlaufenden Achse. Der Stößel 31, 61 befindet sich im betätigten Zustand.

Der maximale Arbeitshub 59, 89 des jeweiligen Stößels 31, 61 ist mittels einer Gleitbuchse 39, 69 eingestellt, die

innerhalb des jeweiligen Führungszylinders 34, 64 angeordnet ist und an einem Innenabsatz 50, 80 in der Längsachse 30, 60 abgestützt ist und eingerichtet ist, beim maximalen Arbeitshub 59, 89 eine Wirkverbindung mit dem Federteller 40, 70

herzustellen .

Zum Zurückstellen des jeweiligen Stößels 31, 61 ist der Strom der jeweiligen Aktorspule 36, 66 abgestellt und der

Permanentmagnet zieht den Aktor 35, 65 zusammen mit dem Stößel 31, 61 zurück in den Führungszylinder 34, 64, bis der Aktor 35, 65 an dem Polkern 44, 74 anliegt. Das Federelement 37, 67 ist somit erneut gestaucht und die Vorspannkraft ist

bereitgestellt. In diesem unbetätigten Zustand ist der Spalt 45, 75 für den magnetischen Nebenfluss in einer Ebene zwischen der Aktorspule 36, 66 und dem Aktor 35, 65 angeordnet.

Die erste Führungshülse 41, 71 und die zweite Führungshülse 42, 72 umschließen dabei bereichsweise den jeweiligen Stößel 31, 61, wobei die zweite Führungshülse 42, 67 im Bereich des hinteren Endes 33, 63 angeordnet ist und bereichsweise den jeweiligen Aktor 35, 65 entlang der Längsachse 30, 60 lagert. Der Aktor 35, 65 ist hierzu zylinderförmig ausgebildet und auf das jeweilige hintere Ende 33, 63 des jeweiligen Stößels 31, 61 aufgesetzt. Die Verbindung zwischen dem jeweiligen Aktor 35, 65 und dem jeweiligen Stößel 31, 61 kann eine

formschlüssige, kraftschlüssige Klebeverbindung oder

dergleichen sein.

Eine besonders einfache Montage der Stellvorrichtung 1 ergibt sich aus der Formgebung der Führungszylinder 34, 64 der ersten Stößelanordnung 3 und der zweiten Stößelanordnung 6. Die jeweils erste Führungshülse 41, 71 ist von der Anschlussseite 15 in die erste Ausnehmung 11 bzw. die zweite Ausnehmung 12 eingeführt, und liegt jeweils mittels einer Anlagefläche 46, 76 auf der Anschlussseite 15 der Anschlussplatte 10 auf. Die Anlagefläche 46, 76 ist nach Art eines abstehenden Flansches an die jeweils erste Führungshülse 41, 71 angearbeitet oder angeformt. Auf einer der Außenflächen 47, 77 der jeweiligen ersten Führungshülse 41, 71 ist eine Dichtung 48, 78

angeordnet, durch die die jeweilige Außenfläche 47, 77 der jeweiligen Stößelanordnung 3, 6 mit einem Nockenwellengehäuse zusammen wirkt. Somit ist eine auf die Außenfläche 47, 77 bezogene flüssigkeits-, gasdichte und druckfeste Verbindung zwischen der jeweiligen Stößelanordnung 3, 6 und dem Nockenwellengehäuse hergestellt. Die Außenfläche 47, 77 ist definitionsgemäß einerseits die äußere Mantelfläche und die Fläche der Stirnseite zwischen der Anlagefläche 46, 76 und der Führungszylinderöffnung 49, 79.

Insbesondere aus dem Zusammenspiel der an dem hinteren Ende druckdicht verschlossenen Stößelanordnungen 3, 6 und den

Dichtungen 48, 78 ergibt sich der Vorteil, dass die

Stellvorrichtung 1 auch bei großzügigen Fertigungstoleranzen druckdicht auf einem Nockenwellengehäuse aufgesetzt werden kann. Das Spiel 7 zwischen mindestens einer der Ausnehmungen 11, 12 und mindestens einer der Stößelanordnungen 3, 6 gleicht großzügige Toleranzen aus, ohne dass eine Leckage zwischen der Stellvorrichtung 1 und dem Nockenwellengehäuse entsteht.

Somit kann erfindungsgemäß eine Stellvorrichtung 1

bereitgestellt werden, die großzügige Toleranzen bei der

Fertigung der Stellvorrichtung 1 sowie des

Nockenwellengehäuses ermöglicht und somit kostengünstig in der Herstellung und der Montage ist und gleichzeitig eine

zuverlässig Abdichtung realisiert. Eine einfache Kompensation von Fertigungstoleranzen ist durch das Spiel 7 zwischen der mindestens einen Stößelanordnung 3, 6 ermöglicht, wobei durch das Zusammenspiel der mittels der Verbindungsbuchse 43, 73 abgedichteten Stößelanordnung 3, 6 und den Dichtungen 48, 78 eine zuverlässige Dichtwirkung bewerkstelligt ist, welche auf besonders einfache Weise realisiert werden kann. Bezugszeichenliste

I Stellvorrichtung 50 Innenabsatz in 41

3 erste Stößelanordnung 51 Steckverbindung

6 zweite Stößelanordnung 52 innere Mantelfläche 7 Spiel 35 55 Führungsfläche

8 Gehäuse 56 Permanentmagnet

10 Anschlussplatte 59 Arbeitshub

II erste Ausnehmung 60 Längsachse

12 zweite Ausnehmung 61 Stößel

15 Anschlussseite 40 62 vorderes Ende

16 Schrauben 63 hinteres Ende

30 Längsachse 64 Führungszylinder

31 Stößel 65 Aktor

32 vorderes Ende 66 Spule

33 hinteres Ende 45 67 Federelement

34 Führungszylinder 68 Absatz

35 Aktor 69 Gleitbuchse

36 Spule 70 Federteller

37 Federelement 71 erste Führungshülse 38 Absatz 50 72 zweite Führungshülse

39 Gleitbuchse 73 Verbindungsbuchse

40 Federteller 74 Polkern

41 erste Führungshülse 75 Spalt

42 zweite Führungshülse 76 Anlagefläche

43 Verbindungsbuchse 55 77 Außenfläche

44 Polkern 78 Dichtung

45 Spalt 79 Führungszylinderöffnung

46 Anlagefläche 80 Innenabsatz in 71

47 Außenfläche 81 Steckverbindung

48 Dichtung 60 82 innere Mantelfläche

49 Führungszylinderöffnung 85 Führungsfläche Permanentmagnet 89 Arbeitshub

Claims

Patentansprüche

1. Stellvorrichtung (1) aufweisend mindestens eine

Stößelanordnung (3, 6) ,

- wobei die mindestens eine Stößelanordnung (3, 6) einen Stößel (31, 61), mindestens einen Führungszylinder (34, 64) und einen Polkern (44, 74) umfasst,

- wobei der Stößel (31, 61) entlang einer Längsachse (30, 60) in dem Führungszylinder (34, 64)

verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass

- zwischen dem Führungszylinder (34, 64) und dem

Polkern (44, 74) eine nicht-magnetische Verbindungsbuchse (43, 73) angeordnet ist, und

- dass der Führungszylinder (34, 64) und der Polkern (44, 74) durch die Verbindungsbuchse (43, 73) in der Längsachse (30, 60) in einem Abstand angeordnet sind .

2. Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, dass die Verbindungsbuchse (43, 73) aus einem Edelstahl hergestellt ist.

3. Stellvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Führungszylinder (34, 64) und dem Polkern (44, 74) bis zu ± 50% vom dem Arbeitshub (59, 89) des Stößels (31, 61) beträgt. Stellvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die

Verbindungsbuchse (43, 73) mit dem Polkern (44, 74) und/oder der Verbindungsbuchse (43, 73) druckdicht verbunden ist, insbesondere mittels einer

Schweißverbindung .

Stellvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die

Stellvorrichtung (1) mindestens eine erste

Stößelanordnung (3) und mindestens eine zweite

Stößelanordnung (6) aufweist, die parallel und

beabstandet auf einer Anschlussplatte (10) angeordnet sind, die mindestens eine erste Ausnehmung (11) und mindestens eine zweite Ausnehmung (12) aufweist, und dass die mindestens erste Stößelanordnung (3) die mindestens erste Ausnehmung (11) durchgreift, und dass die mindestens zweite Stößelanordnung (6) die

mindestens zweite Ausnehmung (12) durchgreift, und das zwischen mindestens einer der Ausnehmungen (11, 12) und einer der Stößelanordnungen (3, 6) ein Spiel (7) vorgesehen ist.

Stellvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die

Stößelanordnung (3, 6) mindestens einen Aktor (35, 65) umfasst, der in einer Wirkverbindung mit einem vorderen Ende (32, 62) des Stößels (31, 61) steht.

Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch

gekennzeichnet, dass die Aktoren (35, 65) magnetisch betätigbar und jeweils von mindestens einer Aktorspule (36, 66) umgeben sind. Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch

gekennzeichnet, dass die Verbindungsbuchse (43, 73) zwischen der Aktorspule (36, 66) und dem Aktor (35, 65) im unbetätigten Zustand des Stößels (31, 61) angeordnet ist .

Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Führungszylinder (34, 64) und dem Polkern (44, 74) durch die

Verbindungsbuchse (43, 73) ein magnetischer Nebenfluss fließt .

Stellvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die

Führungszylinder (34, 64) aus einer ersten

Führungshülse (41, 71) und einer zweiten Führungshülse (42, 72) gebildet sind, die druckdicht miteinander verbunden sind.

Stellvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch

gekennzeichnet, dass die erste Führungshülse (41, 71) aus einem nicht-magnetischen Werkstoff hergestellt ist und den Stößel (31, 61) in der Längsachse (30, 60) lagert und dass die zweite Führungshülse (42, 72) aus einem Weichmagnetwerkstoff hergestellt ist und den Aktor (35, 65) in der Längsachse (30, 60) lagert.

12. Stellvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine

Rückholfeder (37, 67) vorgesehen ist, die einerseits an dem Führungszylinder (34, 64) abgestützt ist und andererseits in Wirkkontakt mit dem Stößel (31, 61) steht .

13. Stellvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der

Führungszylinder (34, 64) auf einer Außenfläche (47, 77) eine Dichtung (48, 78) aufweist.

14. Stellvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungszylinder (34, 64) eine Anlagefläche (46, 76) aufweisen, die an der Anschlussseite (15) der Anschlussplatte (10) anliegt.

15. Stellvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine

Gleitbuchse (39, 69) vorgesehen ist, durch die der maximale Arbeitshub (59, 89) des Stößels (31, 61) in der Längsachse (30, 60) vorgegeben ist.

16. Stellvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (8) vorgesehen ist, das auf der von der Anschlussseite (15) abgewandten Seite der Anschlussplatte (10) die

Stößelanordnungen (3, 6) umschließt.

17. Stellvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die

Stellvorrichtung (1) im Cartridge-Design ausgebildet ist .

18. Kraftfahrzeug mit einer Stellvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche.