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WO2008014996A1 - Elektromagnetische stellvorrichtung - Google Patents

Elektromagnetische stellvorrichtung Download PDF

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WO2008014996A1
WO2008014996A1 PCT/EP2007/006828 EP2007006828W WO2008014996A1 WO 2008014996 A1 WO2008014996 A1 WO 2008014996A1 EP 2007006828 W EP2007006828 W EP 2007006828W WO 2008014996 A1 WO2008014996 A1 WO 2008014996A1
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WO
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yoke
stationary
core region
actuator
recess
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2007/006828
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English (en)
French (fr)
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Thomas Golz
Achim Riedle
Markus Kamenzin
Volker Burger
Thomas Schiepp
Uwe Wagner
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ETO Magnetic GmbH
Original Assignee
ETO Magnetic GmbH
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Publication date
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Priority to AT07786507T priority patent/ATE531054T1/de
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    • H01F2007/163Armatures entering the winding with axial bearing

Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic actuator according to the preamble of the main claim.
  • Such a device is well known, for example in the form of adjusting devices with electro-magnets and is used for a variety of purposes.
  • the basic principle is that a piston (as adjusting element), which has an engagement region for the intended setting task, is guided in a housing as an armature between a stationary core region and a bearing element acting as a yoke and actuated by means of an electromagnet provided approximately in the core region can.
  • FIG. 5 illustrates the state-of-the-art technology of the Applicant.
  • a lubricated electromagnetic adjusting device is surrounded by a hollow-cylindrical sleeve element 10.
  • An elongate piston rod (plunger) 12 and end-side permanent magnet assembly 14 are movably interposed a stationary core region 18 and a sleeve-shaped and as a storage for the actuator 16 serving yoke element 20 out, wherein the bearing element 20 sealingly in a correspondingly measured hollow cylindrical recess 22 of a support 24, such as an engine block section, is guided.
  • FIG. 5 illustrates a supply / discharge channel 26 for liquid lubricating oil, which via a supply / discharge channel 28 in the bearing sleeve 20 in the limited by bearing sleeve 20 and core member 18 and sleeve member 10 movement space for the permanent magnet portion 14 of the actuating element 12 can be directed.
  • the oil shown in black collects in the bottom area of the chamber thus formed.
  • Activation of a coil unit (not shown in the figures) at the core area 18 then results in a repulsive force on the permanent magnet means 14 (more specifically, a pair of permanent magnetic disks connected by a soft magnetic iron disk fixed end to the cylinder rod 12) to a repulsive effect , whereupon then the actuator is driven out of the arrangement right in the figure view and an end-side engagement portion 30 of the actuating element a corresponding cooperating control partner, in the described embodiment, a camshaft Hubum- circuit operated.
  • the permanent magnet section 14 of the actuating element must displace the lubricant collected in the lowermost base region when moving in the direction of the bearing element 20 (as a yoke), which, depending on the viscosity of the lubricant, to a slowdown or reduction of the achievable movement (and thus switching) speed of the unit leads.
  • Object of the present invention is therefore to improve the dynamic properties of a generic electromagnetic actuator, in particular to shorten the response and control time, namely the period of time passes between activating the coil means and reaching an end stop for the actuating element operated thereby (as Anchor) .
  • the object is solved by the electromagnetic actuator with the feature of the main claim and by the electromagnetic actuator according to the optionally recited claims 8 and 10; advantageous developments of the invention are described in the subclaims.
  • the invention provides that a core-side contact region between a (typically planar) end face of the actuating element and a directly opposite, with this an end stop forming and also planing outer or end face of the core so by providing a recess or notch is modified that a forming in the battered end position and an adhesive effect causing lubricant film can be easily solved and loses its (for the dynamic behavior of the device disadvantageous) adhesive effect.
  • the invention further provides for the adjusting element to be modified along a predetermined cylindrical jacket section by providing a flat-annular groove-shaped recess and / or by at least one jacket-side longitudinal groove such that a sliding surface between the adjusting element and a negative dynamic adhesion effect the surrounding bearing element is reduced. More precisely, according to the invention, this depression is to be realized axially deep in such a way that on the one hand a mechanically strong, load-bearing guide is ensured by the bearing element, on the other hand the gap formed by the depression is sufficiently large that an adhesive lubricant film does not arise or only with a reduced adhesive effect.
  • a favorable mechanical development of the invention provides that, based on an outer diameter of the hollow cylindrical sleeve element provided for further development, the hollow cylindrical recess receiving the arrangement (eg in the engine block) has at least such a width that the sleeve element is aligned with this width.
  • Geometric-constructive can then be achieved with this measure, that an inlet / outlet channel formed in the support in the extension of the inlet / outlet channel for lubricant in the yoke section edge or bottom side is arranged in the sleeve element and thus no bottom collecting space for lubricating oil remains in the range of motion of the permanent magnet means.
  • Fig. 1 is a side sectional view of the electromagnetic actuator according to a first preferred embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows an enlarged detail view of the detail A according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows an enlarged partial view of the detail B according to FIG. 1;
  • FIG. 4 shows an enlarged partial view of the section C according to FIG. 1;
  • FIG. 5 shows a lateral sectional view analogous to FIG. 1 of the technology used as generic, in-house state of the art planar technology, which offers the starting position for the present invention
  • FIG. 8 shows various cross-sectional views of a hole, recess or opening provided in the yoke section for realizing the invention
  • FIG. 11 shows a perspective view and two bottom-side views of the yoke element as a guide tube for the plunger element with two or four inlet and outlet channels arranged in the circumferential direction and displaced at the edges;
  • FIG. 12 is a view analogous to FIG. 1 for illustrating a variant of the invention, according to which, by means of a suitable edge-side provision of an inlet or
  • the electromagnetic actuator also reversed (on the head) can be operated and a bottom-side lubricant collection can be done beyond the core;
  • FIG. 15 shows views of a tappet (cylindrical element) with longitudinal grooves provided on the shell side, in addition to the centrally provided recess, for guiding the lubricant.
  • FIG. 15 shows views of a tappet (cylindrical element) with longitudinal grooves provided on the shell side, in addition to the centrally provided recess, for guiding the lubricant.
  • FIG. 1 shows the realization of the electromagnetic actuator according to a first preferred embodiment.
  • FIG. 1 analogous to the illustration of FIG. 5, shows a comparable mounting and tilting angle. Position, and corresponding components have identical reference numerals.
  • the section 44 of the bearing sleeve element 20 which is directed towards the core and has a yoke section has an inlet / outlet channel 46, which is aligned with the channel 42 and displaced radially as far as possible at the edge. 1, to the edge in the direction of the surrounding sleeve element 10 only one wall 48 of minimized wall thickness has. This then advantageously leads to the fact that, cf. 5, an Olansammlung in the region of the transition between the sleeve and yoke element can be effectively prevented, and therefore advantageously the dynamic properties of the moving armature are increased.
  • the drainage channel 46 in the form of a bore (shown in addition, see section A, a recess shown in the direction of the cylinder rod 12) repeatedly and distributed around the circumference of the yoke portion 44 around, so that, depending on the mounting position, always a simple and complete emptying of the movement space for the permanent magnet 14 is made possible.
  • the number of bores implementing the channel 46 can be vary between 1 and 4 or more, see also the views of the yoke element 20 of FIG. 9 to 11.
  • the detail B illustrates, as in the (plane) front side the core section 18 is formed a slot arrangement 50 running transversely (ie perpendicular to the plane of the drawing), which slot extends transversely beyond the effective width of the cylinder rod 12.
  • a slot arrangement 50 running transversely (ie perpendicular to the plane of the drawing), which slot extends transversely beyond the effective width of the cylinder rod 12.
  • FIG. 13 shows such a shell-side recess in the detail view.
  • the reduced diameter of the annular groove 52 would be about 4 mm, so take place a circumferential recess of 0.5 mm;
  • the present example describes a stroke of the device of 4 mm.
  • lubricant such as engine oil
  • the free rotation 52 would advantageously ensure that, for example in the case of a warm aggregate, the lubricant expands to a large extent and can collect in the cavity of the free rotation; when activated by low temperatures must be displaced correspondingly less lubricant, and the movement of the remaining lubricant takes place when this is thin again by heating.
  • the plunger (especially in its areas outside the annular groove 52) each have four circumferentially distributed longitudinal grooves 56, the front - described effect - lubricant can run off almost completely with warm aggregate and accordingly the displacement expenditure is reduced with renewed cold activation - continue; the longitudinal grooves 56 are correspondingly advantageous for the fact that hardly any tough lubricant in the armature space or in the region of the plunger is when activating a cold unit.
  • Fig. 12 shows - in a modification of the arrangement shown in FIG. 1 - a reverse positioning of the unit.
  • this embodiment provides, for example by suitable lateral provision of a flow channel outside of the core 18, that the lubricant in the bottom area and thus outside of the armature space or in the position shown in FIG. 12 inverted relative to the position of FIG can collect beyond the core area 18. This also advantageously achieves the dynamic improvement intended according to the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit einem endseitig einen Eingriffsbereich ausbildenden und durch Kraft einer stationär vorgesehenen Spuleneinrichtung bewegbaren langgestreckten Stellelement (16), das abschnittsweise Permanentmagnetmittel (14) aufweist, die zum Zusammenwirken mit einem stationären Kernbereich (18) ausgebildet sind, wobei dem Kernbereich axial gegenüberliegend ein als Joch wirkendes stationäres Lagerelement (20) für das zumindest abschnittsweise kolbenförmig ausgebildete Stellelement vorgesehen ist und im Lagerelement ein Zu- und/oder Ablaufkanal (46) für flüssiges Schmiermittel gebildet ist, wobei der Zu- und/oder Ablaufkanal in Form mindestens einer axial verlaufenden und randseitig in einem zum Zusammenwirken mit den Permanentmagnetmitteln ausgebildeten Jochabschnitt vorgesehene (n) Durchbruch, Ausnehmung und/oder Bohrung (46, 60, 62) realisiert ist.

Description

Elektromagnetische Stellvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in Form von Stellvorrichtungen mit Elektrohaftmagneten hinlänglich bekannt und wird für vielfältige Einsatzzwecke benutzt. Das Grundprinzip besteht darin, dass ein Kolben (als Stellelement) , der endseitig einen Eingriffsbereich für die vorgesehene Stellaufgabe aufweist, in einem Gehäuse als Anker zwischen einem stationären Kernbereich und einem als Joch wirkenden Lagerelement geführt ist und mittels eines etwa im Kernbereich vorgesehenen Elektromagneten betätigt werden kann .
In der DE 102 40 774 Al der Anmelderin ist eine solche Vorrichtung mit wesentlichen Elementen gezeigt, wobei typi- scherweise zusätzlich bei gewissen Stellaufgaben und Einsatzgebieten eine geeignete Schmierung durch ein Flüssigschmiermittel im Bewegungsbereich des Stellelements vorgesehen ist. Dieses Schmiermittel wird über einen Zu- oder Ablaufkanal des Lagerelements ein- bzw. ausgebracht.
Die Fig. 5 zum (hausinternen) Stand der Technik der Anmelderin illustriert eine derartige geschmierte elektromagnetische Stellvorrichtung: Umgeben von einem hohlzylindri- schen Büchsenelement 10 ist ein langgestrecktes, einen Zy- linderstab (Stößel) 12 sowie endseitig eine Permanentmagnetanordnung 14 aufweisendes Stellelement 16 bewegbar zwischen einem stationären Kernbereich 18 sowie einem hülsen- förmig ausgebildeten und als Lagerung für das Stellelement 16 dienenden Jochelement 20 geführt, wobei das Lagerelement 20 dichtend in einer entsprechend gemessenen hohlzylindri- schen Ausnehmung 22 eines Trägers 24, etwa eines Motorblockabschnittes, geführt ist.
Die Schnittansicht der Fig. 5 verdeutlicht einen Zu- /Ablaufkanal 26 für flüssiges Schmieröl, welches über einen Zu-/Ablaufkanal 28 in der Lagerhülse 20 in den von Lagerhülse 20 und Kernelement 18 sowie Büchsenelement 10 be- grenzten Bewegungsraum für den Permanentmagnetabschnitt 14 des Stellelements 12 geleitet werden kann. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Betriebs- und Neigezustand sammelt sich dabei das schwarz gezeigte Öl im bodenseitigen Bereich der so gebildeten Kammer. Eine Aktivierung einer (in den Figuren nicht gezeigten) Spuleneinheit am Kernbereich 18 führt dann zu einer abstoßenden Kraft auf die Permanentmagnetmittel 14 (genauer gesagt ist ein Paar von permanentmagnetischen Scheiben, verbunden durch eine weichmagnetische Eisenscheibe, endseitig auf dem Zylinderstab 12 befestigt) zu einem Abstoßungseffekt, woraufhin dann das Stellelement in der Figurenansicht rechts aus der Anordnung herausgetrieben wird und ein endseitiger Eingriffsbereich 30 des Stellelements einen entsprechend zusammenwirkenden Stellpartner, im beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Nockenwellen-Hubum- Schaltung, betätigt.
Wie sich jedoch unmittelbar aus der Darstellung der Fig. 5 ergibt, muss bei ihrem Verschiebeweg in Richtung auf das Lagerelement 20 (als Joch) der Permanentmagnetabschnitt 14 des Stellelements eine Verdrängung des im untersten Bodenbereich gesammelten Schmiermittels durchführen, was, je nach Viskosität des Schmiermittels, zu einer Verlangsamung bzw. Verringerung der erreichbaren Bewegungs- (und damit auch Schalt-) Geschwindigkeit der Einheit führt.
Zusätzlich werden diese Dynamikeigenschaften bei den ge- zeigten (als Ausgangspunkt für die Erfindung herangezogenen) Technologiestand der Fig. 5 dadurch herabgesetzt, dass es im linksseitigen Stirnbereich des Stellelements, nämlich an der Kontaktfläche zwischen dem Zylinderstift 12 und der dieser plan gegenüberstehenden Stirnfläche des Kernbereichs 18, zu Hafteffekten, wiederum bewirkt durch vorhandenes Schmiermittel, kommt. Genauer gesagt muss eine abstoßende Kraft auf das Stellelement erst den diese Haftwirkung bewirkenden Schmiermittelfilm an der beschriebenen Kontaktstelle lösen, bevor das Stellelement seine Stellbewegung durchführen kann.
Eine weitere, die Dynamikeigenschaften nachteilig beeinflussende Eigenschaft der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung liegt in der vergleichsweisen langen Zylinderführung zwi- sehen zylindrischem, stiftförmigem Element 12 und dem diesen umgebenden büchsenförmigen Lagerelement 20: Über eine vergleichweise lange Strecke entlang des Stellelements existiert eine Gleit- bzw. Reibungsfläche, die auch wiederum, insbesondere unter dem Einfluss von viskosem Schmiermittel, zunächst eine Haft- bzw. Bremskraft ausübt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die dynamischen Eigenschaften einer gattungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung zu verbessern, insbesondere die Ansprech- und Stellzeit zu verkürzen, nämlich den Zeitraum, der vergeht zwischen einem Aktivieren der Spuleneinrichtung und dem Erreichen eines Endanschlags für das dadurch betriebene Stellelement (als Anker) . Die Aufgabe wird durch die elektromagnetische Stellvorrichtung mit dem Merkmal des Hauptanspruches sowie durch die elektromagnetische Stellvorrichtung nach dem fakultativ rückbezogenen Ansprüchen 8 und 10 gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
So wird mittels der parallel zur Stellelement-Längsachse und randseitig am Jochabschnitt verlaufenden mindestens einen Bohrung (bzw. eines Durchbruchs oder einer Ausnehmung) als Zu- und Ablaufkanal vorteilhaft erreicht, dass flüssiges Schmiermittel sich insbesondere auch bei leicht geneigter Einbauposition der Vorrichtung nicht im Bewegungsraum des Stellelements zwischen Kern und Joch sammeln kann, mithin also die Permanentmagnetmittel keine Verdrängung auf diese Schmiermittelmenge ausüben müssen. Dadurch lässt sich bereits eine beträchtliche Erhöhung der Bewegungs- bzw. Reaktionszeit der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung erreichen. Dabei ist es einerseits bevorzugt, unmittelbar eine Bohrung (bzw. mehrere verteilte Bohrungen) im Jochabschnitt vorzusehen, welche eine lediglich dünne Wand zum äußeren radialen Jochende belassen, alternativ und im Rahmen der Erfindung ist es möglich, den Zu- und Ablaufkanal im Jochabschnitt durch eine Ausnehmung zu realisieren, welche, etwa in der Art eines axial erstreckenden Abschnitts vom Joch, den gewünschten Kanal anbietet, eine weitere, alternative Variante ist eine Realisierung der Ausnehmung in Form einer (sich gleichermaßen axial längs erstreckenden) Nut. Zusätzlich oder alternativ ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein kernseitiger Kontaktbereich zwischen einer (typischerweise planen) Stirnfläche des Stellelements und einer unmittelbar gegenüberliegenden, mit dieser einen Endan- schlag bildenden und ebenfalls planen Außen- bzw. Stirnfläche des Kerns so durch Vorsehen einer Ausnehmung bzw. Einkerbung modifiziert ist, dass ein sich in der angeschlagenen Endposition bildender und eine Haftwirkung bewirkender Schmiermittelfilm leicht gelöst werden kann und seine (für das Dynamikverhalten der Vorrichtung nachteilige) Haftwirkung verliert. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, eine solche, bevorzugt als Querschlitz und zumindest über die wirksame Kontakt- (Haft-) Fläche ausgebildete Ausnehmung im stationären Kernbereich vorzusehen; alternativ oder ergän- zend ist es von der Erfindung mitumfasst, eine solche Ausnehmung (z.B. Schlitz) auch im Stirnbereich des Stellelements vorzusehen.
Ergänzend oder alternativ ist von der Erfindung ferner vor- gesehen, das Stellelement entlang eines vorbestimmten zylindrischen Mantelabschnitts durch das Vorsehen einer flach-ringnutförmigen Ausnehmung und/oder durch mindestens eine mantelseitige Längsnut so zu modifizieren, dass eine eine nachteilige dynamische Haftung bewirkende Gleitfläche zwischen Stellelement und dem dieses umgebenden Lagerelements reduziert wird. Genauer gesagt ist erfindungsgemäß diese Vertiefung axial tiefenmäßig so zu realisieren, dass einerseits eine mechanisch feste, belastbare Führung durch das Lagerelement gewährleistet ist, andererseits der durch die Vertiefung gebildete Zwischenraum hinreichend groß ist, dass ein haftender Schmiermittelfilm nicht oder nur in reduzierter Haftwirkung entsteht. Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die Anordnung aus Kernbereich, Stellelement (im Bereich der Permanentmagnetmittel) und (als Joch wirkenden) Lagerelement von einem Büchsenelement zu umschließen, wel- ches nicht nur den elektromagnetischen Kreis schließt, sondern auch die Anordnung mechanisch günstig und dichtend einfasst .
Je nach Art der Schmierung ist dabei die erfindungsgemäße Bohrung nicht auf eine Einzelbohrung reduziert, sondern kann weiterbildungsgemäß auch mehrere, weiter bevorzugt in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Bohrungen im Jochabschnitt randseitig einschließen. Auch sieht eine günstige mechanische Weiterbildung der Erfindung vor, dass, bezogen auf einen Außendurchmesser des weiterbildungsgemäß vorgesehenen hohlzylindrischen Büchsenelements, die die Anordnung aufnehmende hohlzylindrische Ausnehmung im Träger (also z.B. im Motorblock) zumindest eine solche Weite aufweist, dass das Büchsenelement mit dieser Weite fluchtet. Geome- trisch-konstruktiv lässt sich mit dieser Maßnahme dann erreichen, dass ein im Träger gebildeter Zu-/Ablaufkanal in Verlängerung des Zu-/Ablaufkanals für Schmiermittel im Jochabschnitt rand- bzw. bodenseitig im Büchsenelement angeordnet ist und damit keinerlei Boden-Sammelraum für Schmieröl im Bewegungsbereich der Permanentmagnetmittel verbleibt . Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in
Fig. 1: eine seitliche Schnittansicht der elektromagnetischen Stellvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2: eine vergrößerte Detailansicht des Ausschnitts A gemäß Fig. 1;
Fig. 3: eine vergrößerte Teilansicht des Ausschnitts B gemäß Fig. 1;
Fig. 4: eine vergrößerte Teilansicht des Abschnittes C gemäß Fig. 1;
Fig. 5: eine seitliche Schnittansicht analog Fig. 1 der als gattungsbildend herangezogenen, firmeninternen Stand der Technik ebenen Technologie, welche die Ausgangslage für die vorliegende Erfindung anbietet;
Fig. 6 bis
Fig. 8: verschiedene Querschnittsansichten einer im Jochabschnitt vorgesehenen Bohrung, Ausnehmung oder eines Durchbruchs zur Realisierung der Er- findung; Fig. 9 bis
Fig. 11: eine Perspektivansicht sowie zwei bodenseitige Ansichten des Jochelements als Führungsrohr für das Stößelelement mit zwei bzw. vier in Um- fangsrichtung angeordneten und randseitig verschobenen Zu- bzw. Ablaufkanälen als Varianten;
Fig. 12: eine Ansicht analog Fig. 1 zum Verdeutlichen einer Variante der Erfindung, wonach, durch ge- eignetes, randseitiges Vorsehen eines Zu- bzw.
Ablaufkanals am Kernelement die elektromagnetische Stellvorrichtung auch umgedreht (auf dem Kopf) betrieben werden kann und eine bodenseitige Schmiermittelsammlung jenseits des Kerns erfolgen kann;
Fig. 13: eine Detailansicht des zylindrischen Elements (Stößels) mit mantelseitiger Ausdrehung zur Optimierung des Dynamikverhaltens und
Fig. 14,
Fig. 15: Ansichten eines Stößels (zylindrisches Element) mit -- ergänzend zu der mittig vorgesehenen Ausdrehung — mantelseitig vorgesehenen Längs- nuten zur Schmiermittelführung.
Die Fig. 1 zeigt die Realisierung der elektromagnetischen Stellvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform. Zur besseren Verdeutlichung der Details und Vor- teile gegenüber der als gattungsbildend herangezogenen Technologie gemäß Fig. 5 zeigt die Fig. 1, analog zur Darstellung der Fig. 5, eine vergleichbare Montage- und Neige- Position, und korrespondierende Komponenten weisen identische Bezugszeichen auf.
Abweichend zur Realisierungsform der Fig. 5 fallt zunächst auf, dass, bei gleichbleibendem Hulsendurchmesser 10, die Anordnung aus Stellelement 16 und Lagerhulse (als Joch) 20 in einer Ausnehmung 40 dichtend gehalten ist, welche auf den Außendurchmesser der Hülse 10 aufgeweitet ist. Dies ermöglicht dann, dass ein im Trager 24 -- also etwa dem Mo- torblock -- gebildeter Zu-/Ablaufkanal 42 für flussiges Schmiermittel gegenüber dem als gattungsbildend vorausgesetzten Stand der Technik radial auswärts angeordnet ist, in etwa auf der Hohe des Mantels der Hülse 10.
Der einen Jochabschnitt realisierende, auf den Kern gerichtete Abschnitt 44 des Lagerhulsenelements 20 weist dabei einen auf den Kanal 42 ausgerichteten, maximal radial rand- seitig verschobenen Zu-/Ablaufkanal 46 auf, der, vgl. insbesondere in Ausschnitt A aus der Fig. 1, zum Rand in Rich- tung auf das umgebene Hulsenelement 10 nur eine Wand 48 minimierter Wandstarke aufweist. Dies fuhrt dann vorteilhaft dazu, dass, vgl. die Gegenüberstellung mit der Fig. 5, eine Olansammlung im Bereich des Übergangs zwischen Hülse und Jochelement faktisch verhindert werden kann, mithin also in vorteilhafter Weise die Dynamikeigenschaften des bewegenden Ankers erhöht sind. Auch ist der Ablaufkanal 46 in Form einer Bohrung (gezeigt ist zusätzlich, vgl. Ausschnitt A, eine in Richtung auf den Zylinderstab 12 gezeigter Eindrehung) mehrfach und um den Umfang des Jochabschnittes 44 herum verteilt angeordnet, so dass, je nach Einbaulage, stets eine einfache und vollständige Entleerung des Bewegungsraumes für die Permanentmagneten 14 ermöglicht ist. Dabei kann die Zahl der den Kanal 46 realisierenden Bohrun- gen zwischen 1 und 4 oder mehr variieren, siehe auch die Ansichten des Jochelements 20 gemäß Fig. 9 bis 11. Hier werden Varianten mit zwei bzw. vier umfangsseitig verteilt angeordneten Kanälen als Bohrungen exemplarisch verdeut- licht.
Während, gemäß Prinzipdarstellung der Fig. 6 (diese zeigt aus der Richtung des Kernbereichs 18 einen Blick auf die Stirnseite des Jochabschnittes 44) eine Bohrung 46 verwen- det wurde, um in der gezeigten, günstigen Weise den Zu- bzw. Ablaufkanal im Jochabschnitt zu realisieren, ist es alternativ (und exemplarisch) gemäß der analogen Ansichten der Fig. 7 und 8 denkbar, die Bohrung 46 etwa durch einen Abschnitt bzw. Ausnehmung 60 zu realisieren, welche in der in Fig. 7 gezeigten Querschnittsdarstellung einen sich axial randseitig erstreckenden Abschnitt vom Element 44 ausbildet (ohne dass zum Rand etwa eine Zwischenwand verbliebe), weiter alternativ kann eine solche Ausnehmung, wie in Fig. 8 gezeigt, in der Art einer Längsnut 62 ausges- taltet sein. Auch von diesen Varianten können wiederum mehrere im Bedarfsfall um den Umfang des Jochelementes 44 herum verteilt sein, je nach Erfordernis.
Die Detailansicht in B und C gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 4 aus der Schnittansicht der Fig. 1 verdeutlichen weitere konstruktive, das Dynamikverhalten der Anordnung verbessernde Details als Aspekte der Erfindung: So verdeutlicht der Ausschnitt B, wie in der (planen) Stirnseite des Kernabschnittes 18 eine quer (d.h. senkrecht zur Zeichnungsebene) ver- laufende Schlitzanordnung 50 gebildet ist, welche sich in Querrichtung über die wirksame Breite des Zylinderstabes 12 hinaus erstreckt. Vorteilhaft wird durch diese Maßnahme sichergestellt, dass ein sich im Betrieb und in der in Fig. 1 gezeigten Anschlagsposition bildender Schmierfilm zwischen der Stirnseite des Kerns 18 bzw. der zugehörigen, gegenüberliegenden Stirnseite des Zylinderstabes 12 bei Aktivierung der Vorrichtung leicht gelöst bzw. aufgebrochen werden kann und so das Dynamikverhalten wiederum verbessert.
Entsprechendes gilt für das gemäß Detailansicht C in Fig. 4 gezeigte, rand- bzw. mantelseitige Vorsehen einer flachen Ringnut 52 im Führungsbereich des Hülsenelements 20. Er- sichtlich wird hier nicht nur Haft- bzw. Gleitreibung zwischen dem zylindrischen Element 12 und dem zugehörigen Abschnitt des Lagerelements 20 verringert, auch sorgt diese mechanische Maßnahme, entsprechend der hydrodynamischen Maßnahme gemäß Detail B, für eine Verringerung von haf- tungs- bzw. reibungserhöhenden Schmierfilm (en) .
Die Fig. 13 zeigt in der Detailansicht eine solche mantelseitige Ausdrehung. Bei einem typischen Stößeldurchmesser des zylindrischen Elements 12 von 5 mm würde der verringerte Durchmesser der Ringnut 52 ca. 4 mm betragen, also eine umlaufende Eindrehung von 0,5 mm erfolgen; das vorliegende Beispiel beschreibt dabei einen Hub der Vorrichtung von 4 mm.
Vorteilhaft ist diese Maßnahme vor allem auch im Hinblick auf Schaltzeitoptimierungen bei niedrigen Temperaturen: Hier wird nämlich Schmiermittel, etwa Motoröl, relativ zäh, so dass der Verdrängungsaufwand für das Schmiermittel die Stößelbewegung teilweise signifikant verlangsamt. Die Freidrehung 52 würde erfindungsgemäß vorteilhaft dafür sorgen, dass, etwa bei warmem Aggregat, das Schmiermittel weitgehend ablaufen und sich im Hohlraum der Freidrehung sammeln kann; bei Aktivierung von niedrigen Temperaturen muss entsprechend weniger Schmiermittel verdrängt werden, und die Bewegung des verbleibenden Schmiermittels erfolgt, wenn dieses durch Erwärmung wieder dünnflüssig ist.
Die Fig. 14 und 15 zeigen weitere Varianten bzw. Weiterbildungen dieser dynamischen Maßnahme: Ergänzend zur flachen Ringnut 52 ist hier vorgesehen, dass der Stößel (vor allem in seinen Bereichen außerhalb der Ringnut 52) jeweils vier umfangmäßig verteilte Längsnuten 56 aufweist, die den vor- beschriebenen Effekt -- Schmiermittel kann bei warmem Aggregat fast vollständig ablaufen und entsprechend ist der Verdrängungsaufwand bei erneutem kalten Aktivieren verringert -- fortsetzen; die Längsnuten 56 dienen entsprechend vorteilhaft dafür, dass sich bei Aktivierung eines kalten Aggregats kaum zähes Schmiermittel im Ankerraum oder im Bereich des Stößels befindet.
Die Fig. 12 zeigt noch -- in Abwandlung der anhand der Fig. 1 gezeigten Anordnung -- eine umgekehrte Positionierung des Aggregats. Weiterbildungsgemäß sieht diese Ausführungsform vor, etwa durch geeignetes seitliches Vorsehen eines Strömungskanals außerhalb des Kerns 18, dass sich bei der in Fig. 12 gezeigten, gegenüber der Position der Fig. 1 umgekehrten Einbauposition nach wie vor das Schmiermittel im Bodenbereich und damit außerhalb des Ankerraums bzw. jenseits des Kernbereichs 18 sammeln kann. Auch hierdurch wird vorteilhaft die erfindungsgemäß beabsichtigte Dynamikverbesserung erreicht.
Im Ergebnis bewirkt die in Fig. 1 im Ausführungsbeispiel gezeigte und in verschiedene Richtungen detaillierte Realisierungsform einer elektromagnetischen Stellvorrichtung eine deutliche Verbesserung der Bewegungs- und Stelldyna- mik, so dass insbesondere auch zeitkritische Schaltvorgänge optimiert bewirkt werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Elektromagnetische Stellvorrichtung mit einem endseitig einen Eingriffsbereich ausbildenden und durch Kraft einer stationär vorgesehenen Spuleneinrichtung bewegbaren langgestreckten Stellelement (16) , das abschnittsweise Permanentmagnetmittel (14) auf- weist, die zum Zusammenwirken mit einem stationären Kernbereich (18) ausgebildet sind, wobei dem Kernbereich axial gegenüberliegend ein als Joch wirkendes stationäres Lagerelement (20) für das zumindest abschnittsweise kolbenförmig ausgebildete Stellelement vorgesehen ist und im Lagerelement ein Zu- und/oder Ablaufkanal (46) für flüssiges Schmiermittel gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zu- und/oder Ablaufkanal in Form mindestens einer axial verlaufenden und randseitig in einem zum Zusammenwirken mit den Permanentmagnetmitteln ausgebildeten Jochabschnitt vorgesehene (n) Durchbruch, Ausnehmung und/oder Bohrung (46, 60, 62) realisiert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein dem Joch zugewandter Endabschnitt des Kernbereichs, die Permanentmagnetmittel sowie zumindest ein dem Kernbereich zugewandter Teil des Jochabschnittes von einem bevorzugt hohlzylindrischen Büchsenelement umschlossen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die/der mindestens einen Durchbruch und/oder Bohrung unter Ausbildung einer dünnen Außenwand des Jochabschnittes benachbart zur Innenwand des Büchsenelements verläuft.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt um den Umfang des scheibenförmig ausgebildeten Jochabschnitts vorgesehene Ausnehmungen, Durchbrüche und/oder Bohrungen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement in einem dieses umgebenden und eine Fortsetzung für den Zu- und/oder Ablaufkanal anbietenden Träger gehalten ist, der Träger zur Aufnahme des Jochabschnitts eine bevorzugt hohlzylindrische Ausnehmung aufweist und eine maximale Weite der Ausnehmung gleich oder größer ist als ein maximaler Durchmesser des Jochabschnitts.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger Bestandteil eines Verbrennungsmotors ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement zur Nockenwel- len-Hubumschaltung eines Verbrennungsmotors ansteuerbar ausgebildet ist.
8. Elektromagnetische Stellvorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem endseitig einen Eingriffsbereich ausbildenden und durch Kraft einer stationär vorgesehenen Spuleneinrichtung bewegbaren langgestreckten Stellelement, das abschnittsweise Permanentmagnetmittel aufweist, die zum Zusammenwirken mit einem stationären Kernbereich ausgebildet sind, wobei dem Kernbereich axial gegenüberliegend ein als Joch wirkendes stationäres Lagerelement für das zumindest abschnittsweise kolbenförmig ausgebildete Stellelement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernbereich in Richtung auf das Stellelement eine plane Stirnfläche ausbildet, die in einem Kontaktbereich mit einer zugehörigen Stirnfläche des Stellelements eine bevorzugt schlitzförmige Ausnehmung und/oder Einkerbung aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung und/oder Einkerbung sich als Querschlitz über zumindest den Kontaktbereich erstreckt und so bemessen ist, dass er eine schmiermittelbedingte Haftkraft zwischen dem Stellelement und der Stirnfläche des Kernbereiches herabsetzt.
10. Elektromagnetische Stellvorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem endseitig einen Eingriffsbereich ausbildenden und durch Kraft einer stationär vorgesehenen Spuleneinrichtυng bewegbaren langgestreckten Stellelement, das abschnittsweise Permanentmagnetmittel aufweist, die zum Zusammenwirken mit einem stationären Kernbereich ausgebildet sind, wobei dem Kernbereich axial gegenüberliegend ein als Joch wirkendes stationäres Lagerelement für das zumindest abschnittsweise kolbenförmig ausgebildete Stellelement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das langgestreckte Stellelement entlang eines zylind- rischen Abschnittes im Bereich des Lagerelements man- telseitig umlaufend eine flach- und ringnutförmige Vertiefung (52) und/oder mantelseitig mindestens eine Längsnut (56) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie eine schmiermittelbedingte dynamische Haftkraft zwischen dem Stellelement und dem dieses umgebenden Lagerelement herabsetzt.
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