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DE102017119001A1 - Electromagnetic actuator - Google Patents

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DE102017119001A1
DE102017119001A1 DE102017119001.5A DE102017119001A DE102017119001A1 DE 102017119001 A1 DE102017119001 A1 DE 102017119001A1 DE 102017119001 A DE102017119001 A DE 102017119001A DE 102017119001 A1 DE102017119001 A1 DE 102017119001A1
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DE
Germany
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electromagnetic actuator
tubular body
bobbin
actuator according
coil unit
Prior art date
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Pending
Application number
DE102017119001.5A
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German (de)
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.)
Solero Technologies Villingen De GmbH
Original Assignee
Kendrion Villingen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Kendrion Villingen GmbH filed Critical Kendrion Villingen GmbH
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Priority to EP18750413.9A priority patent/EP3673498A1/en
Priority to PCT/EP2018/071056 priority patent/WO2019038053A1/en
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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 (42) aufweist, mit welchem der rohrförmige Körper (12) an der Spuleneinheit (30) anliegt.The present invention relates to an electromagnetic actuating device, comprising an energizable coil unit (30) and a pole core (18) with which an armature (16) movably mounted along a longitudinal axis (L) is movable between a retracted position and an extended position the longitudinal axis (L) movably mounted plunger (22) with a free end portion (24) and with an inner end portion (26) with which the plunger (22) is fixed to the armature (16), wherein the armature (16) and the Polkern (18) in a tubular body (12) having an open end (14) are arranged and the tubular body (12) has at least one radially inwardly or outwardly extending mounting portion (42), with which the tubular body (12) the coil unit (30) is applied.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung.The present invention relates to an electromagnetic actuator.

Derartige Stellvorrichtungen weisen einen entlang einer Längsachse bewegbaren Stößel auf, der zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung bewegt werden kann. Um den Stößel zwischen der eingefahrenen und der ausgefahrenen Stellung zu bewegen, weist die Stellvorrichtung eine bestrombare Spuleneinheit auf, mit welcher im bestromten Zustand ein entlang 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 elektromagnetische Aktuatoren bezeichnet.Such actuators have a plunger movable along a longitudinal axis which can be moved between a retracted and an extended position. In order to move the plunger between the retracted and the extended position, the adjusting device has an energizable coil unit, with which in the energized state, an armature movably mounted along a longitudinal axis of the adjusting device 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 actuators are also referred to as electromagnetic actuators.

Ein Anwendungsbereich derartiger Stellvorrichtungen sind Ventile, die mit dem Stößel geöffnet und geschlossen werden können. Eine zum Öffnen und Schließen eines Ventils verwendete Stellvorrichtung ist in der DE 10 2014 113 349 A1 offenbart.One application of such actuators are valves that can be opened and closed with the plunger. A used for opening and closing a valve actuator is in the DE 10 2014 113 349 A1 disclosed.

Darüber hinaus können derartige Stellvorrichtungen als Nockenwellenversteller eingesetzt werden. Nockenwellen weisen eine Anzahl von Nocken auf, die exzentrische Abschnitte auf der Nockenwelle 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 angrenzend 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 Motorcharakteristik beispielsweise von einer komfortbetonten zu einer sportlichen Charakteristik zu verändern, was unter anderem durch die Veränderung des Ventilhubs, der durch die Form der Nocken bestimmt wird, umgesetzt wird. Zudem erfordern unterschiedliche 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 abgeschaltet 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.In addition, such adjusting devices can be used as a camshaft adjuster. Camshafts have a number of cams that represent eccentric portions on the camshaft. 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. With the cams adjacent axially displaceable components can be moved by turning the camshaft at regular intervals. A prominent application of the camshafts is thereby the opening and closing of valves in an internal combustion engine. In modern internal combustion engines, it is possible to change the engine characteristics, for example, from a comfort-oriented to a sporty characteristic, which, inter alia, by changing the valve lift caused by the Shape of the cam is determined, is implemented. In addition, different engine speeds require variable valve lifts to optimize torque and fuel consumption. Other internal combustion engines have a cylinder deactivation in which some of the cylinders may be shut down to save fuel. In this case, the valves of the deactivated cylinders need not be opened at all. Also in this case, it is advantageous not only to switch off individual cylinders, but also to allow variable valve lifts for the reasons mentioned above.

Derartige Verbrennungsmotoren erfordern Nockenwellen, die Nocken mit unterschiedlicher Größe und Form aufweisen. Um jedoch das Ventil mit den unterschiedlichen Hubkurven öffnen und schließen zu können, muss die Nockenwelle oder der Nockenwellenabschnitt axial verschoben werden, um die jeweils die entsprechenden Nocken mit dem Ventil zusammenwirken zu lassen. Bei bekannten Stellvorrichtungen zum axialen Verschieben der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts, die beispielsweise in der der EP 2 158 596 B1 , der DE 20 2006 011 904 U1 , der WO 2016/001254 und der WO 2008/014996 A1 beschrieben sind, weisen die Nockenwellen verschiedene Nuten auf, in welche eine Stellvorrichtung, auch Aktuator genannt, mit einer unterschiedlichen 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 Führungsabschnitt dar und bilden zusammen mit den eingreifenden Stößeln eine Kulissenführung zur axialen Verstellung der Nockenwelle oder des Nockenwellenabschnitts, welche hierzu um ein bestimmtes Maß gedreht werden muss.Such internal combustion engines require camshafts having cams of different size and shape. However, in order to open and close the valve with the different lift curves, the camshaft or the camshaft section must be moved axially to allow each of the corresponding cam to interact with the valve. In known adjusting devices for axial displacement of the camshaft or the camshaft section, for example, in the EP 2 158 596 B1 , of the DE 20 2006 011 904 U1 , of the WO 2016/001254 and the WO 2008/014996 A1 are described, the camshafts on different grooves, in which an adjusting device, also called actuator, engages with a different number of plungers. The plungers are movable between a retracted and an extended position, wherein the plungers engage in the extended position in the grooves. The grooves in this case represent a guide section and, together with the engaging plungers, form a slotted guide for the axial adjustment of the camshaft or of the camshaft section, which has to be rotated by a certain amount for this purpose.

In einigen Ausführungen der elektromagnetischen Stellvorrichtung sind der Anker und der Polkern in einem rohrförmigen Körper, auch als Führungsbuchse bezeichnet, mit einem offenen Ende gelagert. Hierdurch kann einerseits die Montage der Stellvorrichtung vereinfacht werden, da der Anker und der Polkern über das offene Ende in den rohrförmigen Körper eingebracht werden können und damit bereits vorpositioniert sind. Weiterhin kann der rohrförmige Körper so ausgestaltet sein, dass der Anker gut geführt wird und gut entlang der Längsachse bewegt werden kann.In some embodiments of the electromagnetic actuator, the armature and the pole core are mounted in a tubular body, also referred to as a guide bush, with an open end. In this way, on the one hand, the assembly of the adjusting device can be simplified, since the armature and the pole core can be introduced via the open end into the tubular body and are therefore already prepositioned. Furthermore, the tubular body can be designed so that the anchor is well guided and can be moved well along the longitudinal axis.

Bei der beispielsweise aus der WO 2016/001254 bekannten Stellvorrichtung muss allerdings der rohrförmige Körper relativ aufwendig innerhalb der Stellvorrichtung befestigt werden, beispielsweise durch Verkleben oder Verschrauben, wodurch die Montage verkompliziert und verteuert wird.For example, from the WO 2016/001254 Known adjusting device, however, the tubular body must be relatively expensive fastened within the adjusting device, for example by gluing or screwing, whereby the assembly is complicated and expensive.

Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stellvorrichtung zu schaffen, die sich einfach montieren lässt. Insbesondere soll die Befestigung des rohrförmigen Körpers in der Stellvorrichtung vereinfacht werden. Des Weiteren soll insbesondere die axiale Einbaulage der verschiedenen Bauteile der Stellvorrichtung auf einfache Weise festlegbar sein.An object of one embodiment of the present invention is to provide an adjusting device which is easy to assemble. In particular, the attachment of the tubular body in the adjusting device should be simplified. Furthermore, in particular the axial installation position of the various components of the adjusting device should be able to be fixed in a simple manner.

Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 9 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features specified in claims 1 and 9. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung, umfassend eine bestrombare Spuleneinheit und ein Polkern, mit welchen ein entlang einer Längsachse bewegbar gelagerter Anker zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar ist, einen entlang 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 rohrförmigen Körper mit einem offenen Ende angeordnet sind und der rohrförmige Körper zumindest einen radial nach innen oder außen verlaufenden Befestigungsabschnitt aufweist, mit welchem der rohrförmige Körper an der Spuleneinheit anliegt. An embodiment of the invention relates to an electromagnetic actuating device, comprising an energizable coil 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, a plunger movably mounted along the longitudinal axis with 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 having an open end and the tubular body has at least one radially inwardly or outwardly extending attachment portion, with which the tubular body to the coil unit is applied.

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.Since the plunger is fixed to the armature, the movement of the armature along the longitudinal axis is transmitted to the plunger. The terms "retracted position" and "extended position" refer to the fact that the plunger is disposed in the retracted position to a greater extent within the actuator than in the extended position.

Mit dem radial nach innen oder außen verlaufenden Befestigungsabschnitt kann die Position des rohrförmigen Körpers innerhalb der Stellvorrichtung auf einfache Weise festgelegt werden. Der Befestigungsabschnitt wirkt als Anschlag, mit welchem der rohrförmige Körper an der Spuleneinheit anliegt. Hierdurch ist die Position des rohrförmigen Körpers zumindest in eine Richtung bezogen auf die Längsachse festgelegt.With the radially inwardly or outwardly extending mounting portion, the position of the tubular body can be set within the actuator in a simple manner. The attachment portion acts as a stop, with which the tubular body rests against the coil unit. As a result, the position of the tubular body is fixed at least in one direction with respect to the longitudinal axis.

Gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform ist der Befestigungsabschnitt im Bereich des offenen Endes angeordnet. Grundsätzlich kann der Befestigungsabschnitt an einer beliebigen Stelle des rohrförmigen Körpers angeordnet sein. Die Spuleneinheit 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 Befestigungsabschnitt anliegen kann. Vielmehr kann die ohnehin vorhandene Stirnfläche der Spuleneinheit als Anlagefläche verwendet werden, an welcher der Befestigungsabschnitt anliegt. Zudem lässt sich der Befestigungsabschnitt relativ einfach fertigen, da ein Umformwerkzeug gut über das offene Ende in den rohrförmigen Körper eingebracht werden kann. Der konstruktive Mehraufwand zum Umsetzen der vorschlagsgemäßen Stellvorrichtung wird in dieser Ausführungsform besonders gering gehalten.According to a further developed embodiment, the attachment portion is arranged in the region of the open end. In principle, the attachment portion can be arranged at any point of the tubular body. The coil unit surrounds the tubular body in an approximately annular manner. When the fixing portion is disposed in the region 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 on which abuts the attachment portion. In addition, the attachment portion can be relatively easily finished, since a forming tool can be well introduced over the open end in the tubular body. The additional design effort to implement the proposed adjusting device is kept particularly low in this embodiment.

Nach einer weitergebildeten Ausführungsform ist der Befestigungsabschnitt federnd ausgeführt. Wie erläutert, liegt der rohrförmige Körper mit dem Befestigungsabschnitt an der Spuleneinheit an. Mit der federnden Ausführung des Befestigungsabschnitts können Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden und es kann gewährleistet werden, dass die Spuleneinheit in der gewünschten Einbaulage innerhalb der Stellvorrichtung angeordnet und in dieser gehalten wird.According to a further developed embodiment of the attachment portion is resilient. As explained, the tubular body abuts with the attachment portion on the coil unit. With the resilient design of the mounting portion manufacturing tolerances can be compensated and it can be ensured that the coil unit is arranged in the desired installation position within the actuator and held in this.

Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform umfasst die Spuleneinheit einen Spulenträger und auf dem Spulenträger aufgewickelte Spulen, wobei der Befestigungsabschnitt am Spulenträger anliegt und den Spulenträger axial in Position hält. Unter anderem aus fertigungstechnischen Gründen bietet es sich an, einen Spulenträger vorzusehen, auf welchem die Spulen aufgewickelt werden können. Die Verwendung des Spulenträgers als Anlagefläche für den Befestigungsabschnitt führt zu einer einfach herzustellenden Stellvorrichtung. Da der Befestigungsabschnitt als Anschlag für den Spulenträger dient, hält der Befestigungsabschnitt den Spulenträger in der gewünschten axialen Position. Bei der Montage wird folglich die axiale Position des Spulenträgers und folglich der Spulen relativ zueinander eindeutig durch Anlage festgelegt, was die Montage vereinfacht. Wenn es konstruktiv gewünscht ist, kann der Spulenträger ohne großen Mehraufwand mit besonders gestalteten Anlageflächen für den Befestigungsabschnitt versesehen werden.According to a further embodiment, the coil unit comprises a bobbin and coils wound on the bobbin, wherein the attachment portion rests on the bobbin and axially holds the bobbin in position. Among other things, for manufacturing reasons, it makes sense to provide a bobbin on which the coils can be wound up. The use of the bobbin as a contact surface for the attachment portion leads to a simple to manufacture adjusting device. Since the attachment portion serves as a stop for the bobbin, the attachment portion holds the bobbin in the desired axial position. During assembly, consequently, the axial position of the bobbin and thus the coils relative to each other clearly defined by investment, which simplifies the assembly. If it is constructively desired, the bobbin can be seen without much extra effort with specially designed contact surfaces for the mounting portion.

Nach einer fortgebildeten Ausführungsform umfasst der Spulenträger einen ersten Unterabschnitt und einen zweiten Unterabschnitt. In dieser Ausführungsform können die Spulen vollumfänglich 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 verschließt. Die Spulen sind in dieser Ausführungsform in ihrer Lage fixiert und vor äußeren Einflüssen besser geschützt als bei einem einteiligen Spulenträger.In a further embodiment, the bobbin comprises a first subsection and a second subsection. In this embodiment, the coils may be completely surrounded by the two-part bobbin, which is not possible with a one-piece bobbin. One of the two subsections acts as a kind of lid 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.

Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann der Spulenträger als Spritzgussteil ausgeführt sein. In dieser Ausführungsform lässt sich der Spulenträger besonders kostengünstig in großen Stückzahlen herstellen. Zudem eröffnet sich die Möglichkeit, den rohrförmigen Körper beim Herstellen des Spulenträgers zu umspritzen. Hierdurch kann der Herstellungsprozess weiter vereinfacht werden, da dann die Position des rohrförmigen 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 vermieden werden können.In a further developed embodiment, the coil carrier can be designed as an injection molded part. In this embodiment, the coil carrier can be produced particularly cost-effectively in large quantities. In addition, there is the possibility of overmolding the tubular body during production of the coil carrier. In this way, the manufacturing process can be further simplified, since then the position of the tubular body can be clearly defined with respect to the bobbin, especially when the mounting portion is surrounded on both sides by the injection-molded bobbin. Also, the two-part design of the bobbin can be well produced by injection molding, since undercuts can be avoided.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Spulenträger einen konischen Abschnitt auf. Mittels des konischen Abschnitts kann das Einbringen des rohrförmigen Körpers in den Spulenträger vereinfacht. Weiterhin ermöglicht es der konische Abschnitt, den Befestigungsabschnitt nach dem Einbringen des rohrförmigen Körpers in den Spulenträger insbesondere durch Umformen zu fertigen. Der rohrförmige Körper kann beispielsweise mit dem Spulenträger vercrimpt werden.In a further embodiment, the coil carrier has a conical section. By means of the conical section, the introduction of the tubular body into the coil carrier can be simplified. Furthermore, the conical section makes it possible to manufacture 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.

In einer weitergebildeten Ausführungsform kann die Stellvorrichtung einen Befestigungsflansch zum Befestigen der Stellvorrichtung an einem benachbarten Bauteil aufweisen und der Befestigungsabschnitt am Befestigungsflansch anliegen. In dieser Ausführungsform liegt der Befestigungsabschnitt bezogen auf die Längsachse einerseits an der Spuleneinheit und andererseits am Befestigungsflansch an, so dass die Position des rohrförmigen Körpers bezogen auf die Längsachse eindeutig festgelegt ist.In a further developed embodiment, the adjusting device can have a fastening flange for fastening the adjusting device to an adjacent component and the fastening section abut against the fastening flange. In this embodiment, the fastening section is located relative to the longitudinal axis on the one hand on the coil unit and on the other hand on the mounting flange, so that the position of the tubular body is clearly defined with respect to the longitudinal axis.

Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Verwendung einer elektromagnetischen Stellvorrichtung nach einem der vorherigen Ausführungsformen zum Verstellen von Nockenwellen eines Verbrennungsmotors, wobei der Stößel mit seinem freien Endabschnitt in der ausgefahrenen Stellung zum Verstellen einer Nockenwelle mit dieser zusammenwirkt.An embodiment of the invention relates to the use of an electromagnetic actuator according to one of the previous embodiments for adjusting camshafts of an internal combustion engine, wherein the plunger cooperates with its free end portion in the extended position for adjusting a camshaft with this.

Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit der vorschlagsgemäßen Verwendung erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für die vorliegende Stellvorrichtung erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass die Montage der Stellvorrichtung insbesondere deshalb vereinfacht werden kann, weil der rohrförmige Körper mittels eines Formschlusses an der Spuleneinheit befestigt werden kann, so dass keine aufwendigen Befestigungsmaßnahmen wie ein Verschrauben oder Verkleben notwendig sind.The technical effects and advantages that can be achieved with the proposed use, correspond to those that have been discussed for the present actuator. In summary, it should be noted that the assembly of the adjusting device can be simplified in particular because the tubular body can be fixed by means of a positive connection to the coil unit, so that no costly attachment measures such as screwing or gluing are necessary.

Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

  • 1a) eine Schnittdarstellung durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung,
  • 1b) den in 1a) gekennzeichneten Ausschnitt X in einer vergrößerten Darstellung,
  • 2a) eine Schnittdarstellung durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung,
  • 2b) den in 2a) gekennzeichneten Ausschnitt Y in einer vergrößerten Darstellung,
An exemplary embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it
  • 1a) a sectional view through a first embodiment of an electromagnetic actuator according to the invention,
  • 1b) the in 1a) marked section X in an enlarged view,
  • 2a) a sectional view through a second embodiment of an electromagnetic actuator according to the invention,
  • 2 B) the in 2a) marked section Y in an enlarged view,

1a) zeigt eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung 101 . In 1b) ist der in 1a) gekennzeichnete Ausschnitt X vergrößert dargestellt. Die Stellvorrichtung 101 weist einen rohrförmigen Körper 12 mit einem offenen 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 Endabschnitt 24 und einen inneren Endabschnitt 26 auf. Mit dem inneren Endabschnitt 26 ist der Stößel 22 auf nicht näher gezeigte Weise mit dem Anker 16 verbunden. Mit dem freien Endabschnitt 24 kann der Stößel 22 mit einem nicht dargestellten Ventilkörper oder einem nicht dargestellten Ventilsitz eines Ventils oder einer ebenfalls nicht dargestellten Nut einer Nockenwelle zusammenwirken. 1a) shows a sectional view of a first embodiment of an electromagnetic actuator according to the invention 10 1 , In 1b) is the in 1a) marked section X shown enlarged. The adjusting device 10 1 has a tubular body 12 with an open end 14 and a closed end 15 in which an anchor 16 and a pole core 18 are arranged. The Polkern 18 has a through hole 28 into which a pestle 22 is introduced. The pestle 22 has a free end portion 24 and an inner end portion 26 on. With the inner end section 26 is the pestle 22 in a manner not shown in detail with the anchor 16 connected. With the free end section 24 can the plunger 22 with a valve body, not shown, or a valve seat, not shown, of a valve or a groove (not shown) of a camshaft cooperate.

Der Polkern 18 ragt über das offene Ende 14 des rohrförmigen Körpers 12 hinaus und ist formschlüssig an einem Befestigungsflansch 28 befestigt. Mit dem Befestigungsflansch 28 kann die Stellvorrichtung 101 an einem nicht dargestellten, benachbarten Bauteil, je nach Anwendungsbereich beispielsweise an einem Ventilsitz oder einer Zylinderkopfhaube befestigt werden, wenn die Stellvorrichtung 101 als ein Nockenversteller verwendet wird.The Polkern 18 juts over the open end 14 of the tubular body 12 out and is form-fitting on a mounting flange 28 attached. With the mounting flange 28 can the adjusting device 10 1 be attached to a non-illustrated, adjacent component, depending on the application, for example, to a valve seat or a cylinder head cover when the actuator 10 1 is used as a cam phaser.

Ringförmig um den rohrförmigen Körper 12 herum ist eine Spuleneinheit 30 angeordnet, welche einen Spulenträger 32 und darauf aufgewickelte Spulen umfasst. Der Spulenträger 32 kann als Spritzgussteil ausgeführt sein. Radial nach außen ist die Stellvorrichtung 101 mittels eines rohrförmigen Gehäuses 36 und am dem Befestigungsflansch 28 gegenüberliegenden Ende mit einem Deckel 38 verschlossen.Ring-shaped around the tubular body 12 around is a coil unit 30 arranged, which a coil carrier 32 and coils wound thereon. The coil carrier 32 can be designed as an injection molded part. Radially outward is the actuator 10 1 by means of a tubular housing 36 and on the mounting flange 28 opposite end with a lid 38 locked.

Wie insbesondere aus 1b) hervorgeht, weist der Spulenträger 32 einen konischen Abschnitt 40 auf, der das Einbringen des rohrförmigen Körpers 12 in den Spulenträger 32 vereinfacht. Weiterhin weist der rohrförmige Körper 12 im Bereich des offenen Endes 14 einen bezogen auf die Längsachse radial nach außen verlaufenden Befestigungsabschnitt 421 auf, der im montierten Zustand der Stellvorrichtung 101 am Spulenträger 32 und am Befestigungsflansch 28 anliegt. Der rohrförmige Körper 12 ist daher bezogen auf die Längsachse L eindeutig positioniert. Weitere Befestigungsmaßnahmen wie Verschrauben oder Verkleben sind nicht notwendig. Der konische Abschnitt 40 ermöglicht es, den Befestigungsabschnitt 421 nach dem Einbringen des rohrförmigen Abschnitts in den Spulenträger 32 unter Zuhilfenahme eines geeigneten Werkzeugs durch Umbiegen des rohrförmigen Körpers 12 bereitzustellen.As in particular from 1b) shows, the coil carrier 32 a conical section 40 on, the introduction of the tubular body 12 in the coil carrier 32 simplified. Furthermore, the tubular body 12 in the area of the open end 14 a relative to the longitudinal axis extending radially outward mounting portion 42 1 on, in the mounted state of the actuator 10 1 at the coil carrier 32 and on the mounting flange 28 is applied. The tubular body 12 is therefore based on the longitudinal axis L uniquely positioned. Further fastening measures such as screwing or gluing are not necessary. The conical section 40 allows the attachment section 42 1 after the introduction of the tubular portion in the bobbin 32 with the aid of a suitable tool by bending the tubular body 12 provide.

Die Stellvorrichtung 101 wird auf folgende Weise betrieben: In 1a) befindet sich der Anker 16 und der mit dem Anker 16 verbundene Stößel 22 in der eingefahrenen Stellung. Um den Anker 16 in der eingefahrenen Stellung zu halten, kann eine bestimmte Bestromung der Spuleneinheit 30 notwendig sein. Alternativ kann der Anker 16 von einem nicht dargestellten Federelement in die eingefahrene Stellung vorgespannt werden, wobei die Spuleneinheit 30 nicht bestromt werden muss. Bei einer 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.The adjusting device 10 1 is operated in the following way: In 1a) is the anchor 16 and the one with the anchor 16 connected plungers 22 in the retracted position. To the anchor 16 to hold in the retracted position, one can certain energization of the coil unit 30 to be necessary. Alternatively, the anchor 16 be biased by a spring element, not shown, in the retracted position, wherein the coil unit 30 does not need to be energized. With a corresponding energization becomes the anchor 16 from the pole core 18 attracted and consequently moves towards him, causing the plunger 22 is extended. The anchor 16 and the pestle 22 are therefore in the extended position. If the current supply is changed or terminated, the plunger will move 22 and the anchor 16 back to the retracted 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 hinweisenden Seite des Ankers 16 zu einer zum geschlossenen Ende 15 des rohrförmigen Körpers 12 hinweisenden Seite des Ankers 16 fließen.To prevent when moving the anchor 16 to the pole core 18 air or another medium is compressed, the anchor points 16 a connection hole 44 on. As a result, air or other medium can pass from one to the pole core 18 indicative side of the anchor 16 to one to the closed end 15 of the tubular body 12 indicative side of the anchor 16 flow.

2a) zeigt eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung 102 . In 2b) ist der in 2a) gekennzeichnete Ausschnitt Y vergrößert dargestellt. Der prinzipielle Aufbau und der Betrieb der Stellvorrichtung 102 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel gleichen demjenigen der Stellvorrichtung 101 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Insofern wird im Folgenden nur auf die wesentlichen Unterschiede der Stellvorrichtung 101 nach dem ersten Ausführungsbeispiel und der Stellvorrichtung 102 nach dem ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. 2a) shows a sectional view of a second embodiment of the electromagnetic actuator according to the invention 10 2 , In 2 B) is the in 2a) marked section Y shown enlarged. The basic structure and operation of the actuator 10 2 according to the second embodiment, the same as that of the adjusting device 10 1 according to the first embodiment. In this respect, in the following only on the essential differences of the actuator 10 1 according to the first embodiment and the adjusting device 10 2 received after the first embodiment.

Wie insbesondere aus einem Vergleich der 1b) und 2b) ersichtlich, weist der Befestigungsabschnitt 422 der Stellvorrichtung 102 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel mehrere gegeneinander abgewinkelte Bereiche 46, 48, 50 auf. Im in 2b) dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Befestigungsabschnitt 422 radial von innen nach außen gesehen einen ersten Bereich 46 auf, welcher im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse L verläuft. Anschließend weist der Befestigungsabschnitt 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 senkrecht 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 Wirkung auf.As in particular from a comparison of 1b) and 2 B) can be seen, the attachment portion 42 2 the adjusting device 10 2 according to the second embodiment, a plurality of mutually angled portions 46 . 48 . 50 on. Im in 2 B) illustrated embodiment, the attachment portion 42 2 seen radially from the inside out a first area 46 which is substantially perpendicular to the longitudinal axis L runs. Subsequently, the attachment portion 42 2 a second area 48 on top of the first area 46 at about 45 ° to the closed end 15 of the tubular body 12 is inclined. Furthermore, the attachment portion 42 2 a third area 50 on, which is substantially parallel to the first area 46 and thus perpendicular to the longitudinal axis L runs. Radially outward is the third area 50 slightly angled. With the third area 50 lies the attachment section 42 2 at the coil unit 30 at. Due to the three mutually angled areas 46 . 48 . 50 has the attachment portion 42 2 a spring effect on.

Im zweiten Ausführungsbeispiel der Stellvorrichtung 102 umfasst der Spulenträger 32 der Spuleneinheit 30 einen ersten Unterabschnitt 33 und einen zweiten Unterabschnitt 35. Die beiden Unterabschnitte 33, 35 sind im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet 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 50 am zweiten Unterabschnitt 35 an.In the second embodiment of the adjusting device 10 2 includes the coil carrier 32 the coil unit 30 a first subsection 33 and a second subsection 35 , The two subsections 33 . 35 are designed substantially U-shaped and enclose the coils 34 Completely. With the two outer thighs grip the two subsections 33 . 35 one another and are positively connected with each other. The attachment section 42 2 lies with the third area 50 at the second subsection 35 at.

Am gegenüberliegenden Ende weist der zweite Unterabschnitt 35 einen ringförmigen Vorsprung 52 auf, auf den im montierten Zustand der Stellvorrichtung 102 der Deckel 38 des Gehäuses 36 aufliegt. Bei der Montage kann die Einbaulage der Spuleneinheit 30 mit einer entsprechenden Positionierung des Deckels 38 beeinflusst werden, da der Befestigungsabschnitt 422 aufgrund seiner federnden Wirkung in gewissen Grenzen bei einer entsprechenden Kraftbeaufschlagung vorgespannt werden kann. Der Deckel 38 kann hierzu beispielsweise in das Gehäuse 36 eingeschraubt werden und bringt eine entsprechende Vorspannkraft über die Vorsprünge 52 auf die Spuleneinheit 30 und folglich auf den Befestigungsabschnitt 422 auf.At the opposite end, the second subsection 35 an annular projection 52 on, in the mounted state of the actuator 10 2 the lid 38 of the housing 36 rests. During assembly, the installation position of the coil unit 30 with a corresponding positioning of the lid 38 be influenced, since the attachment section 42 2 can be biased within certain limits at a corresponding application of force due to its resilient effect. The lid 38 can do this, for example, in the housing 36 be screwed and brings a corresponding biasing force on the projections 52 on the coil unit 30 and consequently on the attachment section 42 2 on.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10, 101, 102 10, 10 1 , 10 2
Stellvorrichtunglocking device
1212
rohrförmiger Körpertubular body
1414
offenes Endeopen end
1515
geschlossenes Endeclosed end
1616
Ankeranchor
1818
Polkernpole core
2020
DurchgangsbohrungThrough Hole
2222
Stößeltappet
2424
freier Endabschnittfree end section
2626
innerer Endabschnittinner end section
2828
Befestigungsflanschmounting flange
3030
Spuleneinheitcoil unit
3232
Spulenträgercoil carrier
3434
SpulenDo the washing up
3636
Gehäusecasing
3838
Deckelcover
4040
konischer Abschnittconical section
42, 421, 422 42, 42 1 , 42 2
Befestigungsabschnittattachment section
4444
Verbindungsbohrungconnecting bore
4646
erster Bereichfirst area
48 48
zweiter Bereichsecond area
5050
dritter Bereichthird area
5252
Vorsprung head Start
X,YX, Y
Ausschnittneckline
LL
Längsachselongitudinal axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • WO 2008/014996 A1 [0005]WO 2008/014996 A1 [0005]

Claims (9)

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 (42) aufweist, mit welchem der rohrförmige Körper (12) an der Spuleneinheit (30) anliegt.Electromagnetic actuator comprising an energizable coil unit and a pole core with which an armature movably mounted along a longitudinal axis is movable between a retracted position and an extended position, - a plunger (22) movably mounted along the longitudinal axis (L), having a free end portion (24) and an inner end portion (26) with which the plunger (22) is secured to the armature (16) - The armature (16) and the pole core (18) in a tubular body (12) having an open end (14) are arranged and the tubular body (12) has at least one radially inwardly or outwardly extending mounting portion (42) with which the tubular body (12) rests against the coil unit (30). Elektromagnetische Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (42) im Bereich des offenen Endes (14) angeordnet ist.Electromagnetic actuator according to Claim 1 , characterized in that the fastening portion (42) in the region of the open end (14) is arranged. Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (42) federnd ausgeführt ist.Electromagnetic actuator according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the fastening portion (42) is resilient. Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spuleneinheit (30) einen Spulenträger (32) und auf dem Spulenträger (32) aufgewickelte Spulen (34) umfasst, wobei der Befestigungsabschnitt (42) am Spulenträger (32) anliegt und den Spulenträger (32) axial in Position hält.Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the coil unit (30) comprises a bobbin (32) and on the bobbin (32) wound coils (34), wherein the mounting portion (42) on the bobbin (32) rests and the Spool carrier (32) holds axially in position. Elektromagnetische Stellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (32) einen ersten Unterabschnitt (33) und einen zweiten Unterabschnitt (35) umfasst.Electromagnetic actuator according to Claim 4 , characterized in that the bobbin (32) comprises a first subsection (33) and a second subsection (35). Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (32) als Spritzgussteil ausgeführt ist.Electromagnetic actuator according to a Claims 4 or 5 , characterized in that the coil carrier (32) is designed as an injection molded part. Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (32) einen konischen Abschnitt (40) aufweist.Electromagnetic actuator according to a Claims 4 to 6 , characterized in that the coil carrier (32) has a conical portion (40). Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (10) einen Befestigungsflansch (28) zum Befestigen der Stellvorrichtung (10) an einem benachbarten Bauteil aufweist und der Befestigungsabschnitt (42) am Befestigungsflansch (28) anliegt.Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device (10) has a fastening flange (28) for fastening the adjusting device (10) on an adjacent component and the fastening portion (42) on the mounting flange (28). Verwendung einer elektromagnetischen Stellvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche zum Verstellen von Nockenwellen eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (22) mit seinem freien Endabschnitt (24) in der ausgefahrenen Stellung zum Verstellen einer Nockenwelle mit dieser zusammenwirkt.Use of an electromagnetic actuator (10) according to one of the preceding claims for adjusting camshafts of an internal combustion engine, characterized in that the plunger (22) cooperates with its free end portion (24) in the extended position for adjusting a camshaft with this.
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