DE102007004254B4

DE102007004254B4 - Electromagnetic actuator

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Publication number: DE102007004254B4
Application number: DE200710004254
Authority: DE
Original assignee: SCHLAEGER KUNSTSTOFFTECHNIK GM; SCHLAEGER KUNSTSTOFFTECHNIK GmbH
Current assignee: SCHLAEGER KUNSTSTOFFTECHNIK GM; SCHLAEGER KUNSTSTOFFTECHNIK GmbH
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2027-01-24
Also published as: DE102007004254A1; WO2008089720A1

Abstract

Elektromagnetische Stellvorrichtung (1), bestehend im wesentlichen aus einer Elektromagnetbaugruppe (2) mit einer ganz oder teilweise von einem äußeren Eisenkreis (3) umgebenen Spule (4), einem Führungs- und Lagerelement (5) zur Aufnahme eines Ankersystems, wobei in die elektromagnetische Stellvorrichtung (1) ein inneres Eisenelement (8) aufnehmbar ist und wobei die elektromagnetische Stellvorrichtung (1) eine Zentrierhülse (9) besitzt,
– die wesentliche Teile der Lager- und Führungselemente (5) des Ankersystems in ihrem Inneren enthält und
– in die ein inneres Eisenelement (8) zumindest bereichsweise aufnehmbar ist, wobei
– an dem im Endmontagezustand des Lager- und Führungselementes (5) gegenüberliegen Endbereich (11) der Zentrierhülse (9) das Eisenelement (8) einsetzbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (7) zumindest bereichsweise durch eine die vorgenannten Teile ummantelnde Kunststoffumspritzung ausgebildet ist, sowie in der Zentrierhülse (9) zumindest ein als Innengewinde (19) ausgebildeter Einstellbereich (18) angeordnet ist, und das innere Eisenelement (8) zumindest bereichsweise ein Außengewinde aufweist,...Electromagnetic actuator (1) consisting essentially of a solenoid assembly (2) with a coil (4) completely or partially surrounded by an outer iron circuit (3), a guide and bearing element (5) for receiving an armature system, wherein the electromagnetic Adjusting device (1) an inner iron element (8) is receivable and wherein the electromagnetic adjusting device (1) has a centering sleeve (9),
- Contains the essential parts of the bearing and guide elements (5) of the anchor system in its interior and
- In which an inner iron element (8) is at least partially receivable, wherein
- At the in the final assembly state of the bearing and guide element (5) opposite end portion (11) of the centering sleeve (9), the iron element (8) can be inserted,
characterized in that
the housing (7) is formed, at least in regions, by a plastic extrusion covering the abovementioned parts, and at least one adjustment region (18) formed as internal thread (19) is arranged in the centering sleeve (9), and the inner iron element (8) at least partially has an external thread having,...

Description

Die Erfindung/Neuerung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung oder einen elektromagnetischen Aktor, insbesondere Stellvorrichtung bzw. Aktor zur Verwendung an einem Kraftfahrzeugverbrennungsmotor, Getriebe und/oder Hydraulik-/Pneumatikventil, bestehend im wesentlichen aus einer Elektromagnetbaugruppe mit einer ganz oder teilweise von einem äußeren Eisenkreis umgebenen Spule, einem Führungs- und Lagerelement zur Aufnahme eines Ankersystems, sowie ein Gehäuse, das zumindest bereichsweise durch mindestens zwei der vorgenannten Teile ummantelnden Kunststoffumspritzung ausgebildet ist, wobei in die elektromagnetische Stellvorrichtung bzw. den Aktor ein innerer Eisenkreis aufnehmbar ist.The Invention / innovation relates to an electromagnetic actuator or an electromagnetic actuator, in particular adjusting device or actuator for use on an automotive internal combustion engine, Transmission and / or hydraulic / pneumatic valve, consisting essentially from a solenoid assembly with some or all of an outer iron circle surrounded coil, a guide and bearing element for receiving an anchor system, and a housing, at least partially surrounded by at least two of the aforementioned parts Plastic injection is formed, wherein in the electromagnetic Adjusting device or the actuator an inner iron circle can be received is.

Aus dem Stand der Technik sind elektromagnetische Stellvorrichtungen, wie beispielsweise Druckwandler, bekannt, vgl. DE 42 05 565 C2 . Das dort beschriebene Tauchankersystem besteht aus einer elektrischen Spule mit Anschlußleitungen, einer magnetischen kraftlinienbündelnden Eisenummantelung, die aus äußeren, inneren und axialen Wanden gebildet wird, sowie einem Tauchanker, der in den inneren Bereich der Eisenummantelung hineinragt. Dabei weist die Eisenummantelung einen Luftspalt für den magnetischen Kreis auf, in den der Tauchanker bei bestromter Spule hineingezogen wird. Dabei ist der Tauchanker in einem Lager axial verschiebbar geführt.Electromagnetic actuators, such as pressure transducers, are known from the prior art, cf. DE 42 05 565 C2 , The Tauchankersystem described therein consists of an electrical coil with leads, a magnetic kraftlinienbündelnden iron sheath, which is formed from outer, inner and axial walls, and a plunger anchor, which projects into the inner region of the iron sheath. In this case, the iron sheath on an air gap for the magnetic circuit, in which the plunger is pulled in energized coil. In this case, the plunger armature is guided axially displaceably in a bearing.

Einen ähnlichen Aufbau lehrt die DE 41 10 003 C1 , wonach der Magnetanker in einem Mehrschichtlager geführt wird, wobei die äußere Lagerschicht aus einer magnetisierbaren Eisenlegierung besteht und die innere Lagerschicht aus einem anti-magnetischen Material besteht, z. B. Kunststoff.A similar structure teaches the DE 41 10 003 C1 according to which the armature is guided in a multi-layer bearing, wherein the outer bearing layer consists of a magnetizable iron alloy and the inner bearing layer consists of an anti-magnetic material, for. B. plastic.

DE 27 19 221 beschreibt einen Elektromagneten zur Betätigung schieberartiger hydraulischer Absperrorgane oder dergleichen, bei denen die Hydraulikflüssigkeit in die Kolbenausnehmung des Elektromagnets strömen kann. Der zylindrische Elektromagnet umfaßt eine Hülse, in die an deren beiden Endseiten ein Polstück und ein Basiselement eingesetzt wird. Diese teleskopartig zusammengefügten Teile werden durch die direkt auf die äußere Zylinderfläche der Hülse aufgewickelten Windungen einer elektrischen Spule verbunden und abgedichtet. DE 27 19 221 describes an electromagnet for actuating slide-type hydraulic shut-off devices or the like, in which the hydraulic fluid can flow into the piston recess of the electromagnet. The cylindrical electromagnet comprises a sleeve into which a pole piece and a base member are inserted at both end sides thereof. These telescopically joined parts are connected and sealed by the turns of an electric coil wound directly onto the outer cylindrical surface of the sleeve.

Der Erfindung/Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß insbesondere im Lagerbereich des Ankersystems, aber auch in der Anordnung der Bauteile zueinander, eine höhere Maßgenauigkeit erreicht werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung/Neuerung ist es, die elektromagnetische Stellvorrichtung derart zu gestalten, daß ihre Fertigung und Justage einfacher, schneller und kostengünstiger erfolgen kann.Of the Invention / innovation is the object of an electromagnetic Adjusting device with the features of the preamble of claim 1 in such a way that in particular in the storage area of the anchor system, but also in the arrangement of Components to each other, a higher dimensional accuracy can be achieved. Another object of the invention / innovation is to make the electromagnetic actuator such that theirs Manufacturing and adjustment easier, faster and cheaper can be done.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 sowie dem Verfahren gemäß Anspruch 21 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2–20 bzw. 22 und 23.These The object is achieved by the characterizing features of claim 1 and the method according to claim 21 solved. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims 2-20 resp. 22 and 23.

Als Kern der Erfindung wird es angesehen, daß die elektrische Stellvorrichtung eine Zentrierhülse umfaßt, die die Lager- und Führungselemente des Ankersystems aufnimmt und/oder beinhaltet und in die ein inneres Eisenelement zumindest bereichsweise aufnehmbar ist. Beispielsweise kann die Zentrierhülse die Montage-/Lagersitze für das Ankersystem bzw. dessen Führungselemente und dem Eisenelement beinhalten. Mit Hilfe der Zentrierhülse wird es ermöglicht, die in der Montage kompliziert zu erreichende hohe Koaxialität zwischen zumindest dem Lager- und Führungselement des Ankersystems sowie dem in die magnetische Stellvorrichtung einbringbaren Eisenelement einfach und zuverlässig zu erreichen. Darüber hinaus ermöglicht die Zentrierhülse auf einfache Weise eine definierte und maßgenaue Anordnung weiterer Teile der elektromagnetischen Stellvorrichtung untereinander, wie beispielsweise der Spule bzw. Spulenträgers oder einzelnen Teilen des äußeren Eisenkreises. Darüber hinaus kann die Zentrierhülse Funktionen anderer Teile übernehmen oder sogar bisher aus dem Stand der Technik notwendige Teile, beispielsweise eine separate Gewindehülse zur Aufnahme des Eisenelementes (Gewindebuchse) ersetzen. Die erfindungsgemäße Zentrierhülse ist bevorzugt einteilig ausgeführt.When At the core of the invention, it is considered that the electrical actuator a centering sleeve comprises the bearing and guide elements the anchor system receives and / or includes and in an inner Iron element is at least partially receivable. For example can the centering sleeve the mounting / bearing seats for the anchor system or its guide elements and the iron element. With the help of the centering sleeve is allows, the complicated in the assembly to achieve high coaxiality between at least the bearing and guide element the anchor system and the insertable into the magnetic actuator Iron element simple and reliable to reach. About that also allows the centering sleeve in a simple way, a defined and dimensionally accurate arrangement of others Parts of the electromagnetic actuator with each other, such as for example, the coil or bobbin or individual parts of the outer iron circle. About that In addition, the centering sleeve Take over functions of other parts or even previously necessary from the prior art parts, for example a separate threaded sleeve to accept the iron element (threaded bush). The centering sleeve according to the invention is preferably carried out in one piece.

Das zumindest bereichsweise aufnehmbare Eisenelement ist beispielsweise eine mit einer Zentralbohrung und einem Außengewinde versehene Buchse, nachfolgend auch Gewindebuchse genannt. Die Bezeichnung als inneres Eisenelement soll verdeutlichen, daß dieses Bauteil wenigstens teilweise in den mit der Spule umwickelten Bereich hineinragen kann. In einer vorteilhaften Ausführungsform umfaßt der äußere Eisenkreis ein Joch und/oder eine Rückschlußscheibe. Alternativ kann der äußere Eisenkreis auch aus anderen magnetischen Bauteilen bestehen, die nicht zwangsläufig einen geschlossenen Kreis bilden müssen. Durch die Verwendung eines Jochs und/oder einer Rückschlußscheibe für die Funktion des äußeren Eisenkreises wird eine besonders wirtschaftliche Ausführung des Erfindungsgegenstandes erreicht.The At least partially absorbable iron element is, for example a socket provided with a central bore and an external thread, also called threaded bushing below. The term as inner Iron element is intended to illustrate that this component at least may partially protrude into the area wrapped with the coil. In an advantageous embodiment comprises the outer iron circle a yoke and / or a yoke disc. Alternatively, the outer iron circle also consist of other magnetic components that are not necessarily one have to form a closed circle. By the use of a yoke and / or a return plate for the function of the outer iron circle is a particularly economical embodiment of the subject invention reached.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Zentrierhülse zumindest bereichsweise aus einem nichtmagnetischen Material zu fertigen. Dies kann beispielsweise einen temperaturbeständigen Kunststoff umfassen. Durch die Verwendung eines nichtmagnetischen bzw. nicht ferromagnetischen Materials für die Zentrierhülse wird einerseits eine verbesserte magnetische Einflußnahme auf das innerhalb der Zentrierhülse gelagerte Ankersystem ausgehend von der Spule, sowie eine von vornherein höhere Maßgenauigkeit für die an die Zentrierhülse angrenzenden Bauteile erreicht.It has proved to be particularly advantageous to manufacture the centering sleeve at least partially made of a non-magnetic material. This may include, for example, a temperature-resistant plastic. By using a non-magnetic or non-ferromagnetic material for the centering on the one hand an improved magnetic influence on the mounted inside the centering anchor system starting from the coil, and a higher dimensional accuracy for the adjoining the centering components is achieved.

Vorteilhaft ist es auch, die Zentrierhülse mit einem Ende an der Rückschlußscheibe und mit ihrem anderen Ende an dem mittleren Bereich des Magnetjochs angrenzen zu lassen. Dadurch, daß die Zentrierhülse in ihrer Längserstreckung im wesentlichen dem Abstand zwischen der nach innen weisenden Fläche der Rückschlußscheibe und dem Innenbereich des mittleren Magnetbereiches des Magnetjochs entspricht, wird erreicht, daß während der Montage eine zusätzliche Abstützung und damit eine maßgenauere Anordnung der Rückschlußscheibe und des Magnetjochs ermöglicht wird.Advantageous it is also, the centering sleeve with one end on the back yoke and with its other end at the central portion of the magnetic yoke to be bordered. Due to the fact that the centering sleeve in its longitudinal extension essentially the distance between the inwardly facing surface of the Return disc and the inner portion of the central magnetic portion of the magnetic yoke corresponds, it is achieved that during the Mounting an extra support and thus a more dimensionally accurate Arrangement of the return plate and of the magnetic yoke allows becomes.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Magnetjoch eine U-Bogenform auf. Das Führungs- und Lagerelement ist in einer Ausnehmung des ubogenförmigen Magnetjochs befestigt, wobei die Zentrierhülse zumindest bereichsweise das Führungs- und Lagerelement umgibt. Dies bedeutet, daß beispielsweise die Zentrierhülse auf das Führungs- und Lagerelement aufgeschoben wird, mit dem Vorteil, daß auf konstruktiv einfache Weise eine koaxialitätswahrende Verbindung zwischen der Zentrierhülse und dem Führungs- und Lagerelement geschaffen wird.In a preferred embodiment the magnetic yoke has a U-arc shape. The guide and bearing element is in a recess of the U-shaped Magnet yoke attached, wherein the centering sleeve at least partially the leadership and bearing element surrounds. This means that, for example, the centering on the leadership and Bearing element is pushed, with the advantage that on constructive simple way a coaxial preserving Connection between the centering sleeve and the guide and bearing element is created.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Zentrierhülse koaxial zu einer Ausnehmung der Rückschlußscheibe ausgerichtet ist. Dadurch wird die Montage, wie auch die Anordnung des Eisenelementes (Gewindebuchse) positiv beeinflußt und auf einfache Weise eine hohe koaxiale Maßgenauigkeit erreicht.Further it is advantageous if the centering coaxial with a recess the rear wheel is aligned. As a result, the assembly, as well as the arrangement of the iron element (threaded bush) positively influenced and on easy way to achieve a high coaxial dimensional accuracy.

Im weiteren wird vorgeschlagen, daß die Zentrierhülse unterschiedliche Innendurchmesserbereiche aufweist, die koaxial zueinander ausgerichtet sind. Durch die Definierung unterschiedlicher Innendurchmesserbereiche können diese gezielt auf die jeweiligen aufgenommenen Teile, hier beispielsweise das Lager- und Führungselement sowie der Eisenkern (Gewindebuchse) unabhängig voneinander ausgelegt werden. Dies erhöht die Flexibilität der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung, da beispielsweise der Aufnahmebereich für die Gewindebuchse auf unterschiedlich dimensionierte Gewindebuchsen ausgelegt werden kann und das Ankersystem und/oder andere Bestandteile der Stellvorrichtung gleich bleiben. Dabei kann es vorteilhaft sein, in der Zentrierhülse mindestens einen inneren eingeschnürten Bereich vorzusehen, der den Hülsenbereich wenigstens zweiteilt. Ein derartig eingeschnürter Innenbereich der Zentrierhülse kann beispielsweise zur Längsausrichtung der Zentrierhülse dienen, so kann der eingeschnürte Bereich als Anschlag für das Lager- und Führungselement verwendet werden und damit eine maßgenauere Ausrichtung der Zentrierhülse ermöglichen.in the Further, it is proposed that the centering sleeve different Inner diameter regions which are aligned coaxially with each other. By defining different inner diameter ranges can This targeted to the respective recorded parts, here for example the Bearing and guide element and the iron core (threaded bush) designed independently become. This increases the flexibility the inventive electromagnetic Adjusting device, since for example the receiving area for the threaded bushing be designed for differently sized threaded bushes can and the anchor system and / or other components of the actuator stay the same. It may be advantageous in the centering at least an inner constricted Provide area of the sleeve area at least second. Such a constricted inner region of the centering can for example, for longitudinal alignment serve the centering sleeve, so can the constricted Area as a stop for the bearing and guide element be used and thus allow a more accurate alignment of the centering.

Im übrigen sei noch darauf hingewiesen, daß in der Zentrierhülse zumindest ein Einstellbereich angeordnet sein kann. Der Einstellbereich kann beispielsweise in Form eines Innengewindes ausgebildet sein, das mit einem Außengewinde der Gewindebuchse korrespondiert und damit die Verstellung der Gewindebuchse zu einem späteren Zeitpunkt ermöglicht. Neben einem Gewinde können auch andere formschlüssige Verbindungen für den Einstellbereich zur Verbindung der Zentrierhülse mit der Gewindebuchse vorgesehen sein. Ebenso wäre eine erfindungsgemäße Ausführungsform dadurch verwirklicht, die Gewindebuchse mit einem selbstschneidenden Gewinde zu versehen, das sich bei der Montage „selbst” in den Einstellbereich der Zentrierhülse einschneidet.Otherwise, be it should be noted that in the centering sleeve at least one adjustment range can be arranged. The adjustment range may be formed, for example, in the form of an internal thread, that with an external thread the threaded bush corresponds and thus the adjustment of the threaded bushing for a later Time allows. In addition to a thread can also other form-fitting Connections for provided the adjustment for connecting the centering sleeve with the threaded bushing be. Likewise would be an embodiment of the invention realized by the threaded bush with a self-tapping Threaded, which during assembly "self" in the adjustment range of centering cuts.

Darüber hinaus hat es sich als günstig erwiesen, wenn das Joch im Bereich seiner Ausnehmung einen nach innen gezogenen Kragen aufweist, wobei dieser Kragen in Wirkverbindung mit dem Führungs- und Lagerelement stehen kann. Die Ausbildung eines solchen Kragens kann die magnetische Einflußnahme der Spule auf den innerhalb des Kragens gelagerten Ankersystems beeinflussen, sowie eine zusätzliche Anschlags- bzw. Bezugskante für die Montage der elektromagnetischen Stellvorrichtung bieten. Insbesondere, wenn der Kragen in Wirkverbindung mit dem Führungs- oder Lagerelement steht, kann durch diese beispielsweise Berührung der beiden Teile eine zusätzliche Ausrichtung erreicht und damit die Maßhaltigkeit der gesamten Stellvorrichtung positiv beeinflußt werden.Furthermore it has to be cheap proven when the yoke in the region of its recess after a having pulled inside collar, said collar in operative connection with the leadership and Storage element can stand. The formation of such a collar can the magnetic influence the coil on the anchored within the collar anchor system affect, as well as an additional Stop or reference edge for to provide the assembly of the electromagnetic actuator. Especially, when the collar is in operative connection with the guide or bearing element can through this, for example, touch the two parts an additional Alignment achieved and thus the dimensional accuracy of the entire actuator positively influenced become.

Wenn der Außendurchmesser des Kragens in etwa dem Außendurchmesser der Zentrierhülse entspricht, kann während der Montage der Spulenträger auf einfache Weise auf die beiden Teile aufgeschoben werden.If the outside diameter of the collar in about the outer diameter corresponds to the centering sleeve, can while the assembly of the coil carrier be easily pushed onto the two parts.

Das Ankersystem umfaßt vorzugsweise einen Tauchanker, der axial verschiebbar innerhalb des Führungs- und Lagerelementes gelagert ist. Alternativ kann auch ein Telleranker vorgesehen sein. Eine positive Lagerung läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, indem das Führungs- und Lagerelement aus einem mehrschichtigen Werkstoff besteht.The Anchor system includes preferably a plunger armature which is axially displaceable within the managerial and bearing element is mounted. Alternatively, a plate anchor be provided. A positive storage can be, for example, by achieve this by and bearing element consists of a multilayer material.

Die magnetische Wirkung des äußeren Eisenkreises läßt sich dadurch erhöhen, indem die Rückschlußscheibe mit dem offenen Ende des Jochs stoffschlüssig verbunden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die stoffschlüssige Verbindung in Form einer Schweißverbindung ausgeführt.The magnetic effect of the outer iron circle let yourself thereby increase by the return disc is firmly bonded to the open end of the yoke. In a preferred embodiment is the cohesive one Connection in the form of a welded joint executed.

Im Endmontagezustand sind das Führungs- und Lagerelement und der Eisenkern jeweils an den beiden gegenüberliegenden Endbereichen der Zentrierhülse angeordnet, wobei sich die jeweiligen Elemente in den inneren Hülsenbereich der Zentnerhülse erstrecken und voneinander beabstandet sind.in the Final assembly state are the management and Bearing element and the iron core respectively at the two opposite End portions of the centering sleeve arranged, wherein the respective elements in the inner sleeve portion the hundredth sleeve extend and spaced from each other.

Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung zur Verwendung an einem Kraftfahrzeugverbrennungsmotor, Getriebe und/oder Hydraulik-/Pneumatikventil kann durch die gemäß Anspruch 20 beschriebenen Schritte erreicht werden. Dabei ist zu beachten, daß die Schritte soweit technisch sinnvoll in ihrer Reihenfolge vertauschbar sind, so kann beispielsweise zuerst die Zentrierhülse mit dem Joch verbunden werden und anschließend das Lager- und Fixierungselement in die Zentrierhülse eingebracht werden. Auch könnte der Eisenkern (Gewindebuchse) bereits mit. der Zentrierhülse vormontiert sein und in diesem Zustand mit den restlichen Bauteilen der elektromagnetischen Stellvorrichtung zusammengefügt werden. Ebenso könnte die Rückschlußscheibe mit der Spule und/oder dem Spulenträger als vormontierte Baueinheit dem weiteren Montageprozeß eingebracht werden.The Method for producing the electromagnetic actuating device according to the invention for use on an automotive internal combustion engine, transmission and / or hydraulic / pneumatic valve can by the according to claim 20 be achieved steps described. It should be noted that the steps as far as technically reasonable in their order are interchangeable, For example, first the centering sleeve connected to the yoke and then the bearing and fixing element are introduced into the centering sleeve. Could also the iron core (threaded bush) already with. the centering sleeve pre-assembled be and in this state with the remaining components of the electromagnetic Actuator assembled become. Likewise could the return plate with the coil and / or the coil carrier introduced as a preassembled unit the further assembly process become.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen The Invention is based on embodiments closer in the drawing figures explained. These demonstrate

1a–c eine Vorder-, eine Drauf- und eine Seitenansicht von links einer elektromagnetischen Stellvorrichtung; 1a C is a front, a top and a side view from the left of an electromagnetic actuator;

2a eine Draufsicht auf eine Zentrierhülse; 2a a plan view of a centering sleeve;

2b eine Vollschnittdarstellung gemäß der Schnittlinie A-A aus 2a; 2 B a full sectional view according to the section line AA 2a ;

2c eine Querschnittsdarstellung der Zentrierhülse gemäß Schnittlinie C-C aus 2b; 2c a cross-sectional view of the centering according to section line CC 2 B ;

3a eine schematische Darstellung eines Jochs; 3a a schematic representation of a yoke;

3b eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie A-A aus 3a; 3b a sectional view along section line AA 3a ;

4 eine perspektivische Darstellung einer Rückschlußscheibe; 4 a perspective view of a yoke disc;

5 eine Vollschnittdarstellung einer elektromagnetischen Stellvorrichtung. 5 a full sectional view of an electromagnetic actuator.

Die 1a–c zeigen eine elektromagnetische Stellvorrichtung 1, die als elektropneumatischer Wandler, beispielsweise im Bereich der Abgasturboladerregelung eingesetzt werden kann.The 1a -C show an electromagnetic actuator 1 , which can be used as an electropneumatic converter, for example in the field of exhaust gas turbocharger control.

Die elektromagnetische Stellvorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer Elektromagnetbaugruppe 2 mit einer ganz oder teilweise von einem äußeren Eisenkreis 3 umgebenen Spule 4. Innerhalb der Spule 4 ist ein Führungs- und Lagerelement 5 zur Aufnahme eines Ankersystems (nicht dargestellt) angeordnet. Die vorgenannten Teile 2, 3, 4, 5 sind zumindest teil- bzw. bereichsweise durch eine Kunststoffumspritzung ummantelt, welche gleichzeitig das Gehäuse 7 der elektromagnetischen Stellvorrichtung 1 bildet. Ferner ist in der elektromagnetischen Stellvorrichtung 1 ein inneres Eisenelement 8, das nachfolgend auch als Gewindebuchse 8 bezeichnet wird, lösbar oder zumindest verstellbar mit der elektromagnetischen Stellvorrichtung 1 verbunden. Innerhalb der Spule 4 ist eine Zentrierhülse 9 angeordnet, die an ihrem einen Ende 10 das Lager- und Führungselement 5 zur Lagerung des Ankersystems aufnimmt und/oder beinhaltet und an dem gegenüberliegenden Ende 11 das Eisenelement 8 zumindest bereichsweise aufnimmt.The electromagnetic actuator 1 consists essentially of a solenoid assembly 2 with some or all of an outer iron circle 3 surrounded coil 4 , Inside the coil 4 is a guide and bearing element 5 arranged to receive an anchor system (not shown). The aforementioned parts 2 . 3 . 4 . 5 are at least partially or partially covered by a plastic encapsulation, which at the same time the housing 7 the electromagnetic actuator 1 forms. Further, in the electromagnetic actuator 1 an inner iron element 8th , the below also as a threaded bushing 8th is referred to, releasably or at least adjustable with the electromagnetic actuator 1 connected. Inside the coil 4 is a centering sleeve 9 arranged at one end 10 the bearing and guide element 5 receives and / or includes for storage of the anchor system and at the opposite end 11 the iron element 8th at least partially absorbs.

Der äußere Eisenkreis 3 ist in einer beispielhaften bevorzugten Ausführungsform gemäß den Zeichnungsfiguren 3a, 3b und 4 zweiteilig ausgebildet und umfaßt ein Joch 12 und eine Rückschlußscheibe 13, die während des Montageverfahrens an ihren Berührpunkten (die Rückschlußscheibe 13 schließt die Öffnung 14 des Jochs 12) verschweißt werden. Dabei ist die Zentrierhülse 9 zumindest bereichsweise aus einem nicht magnetischen Material gefertigt, beispielsweise aus einem temperaturbeständigen Kunststoff wie Polyetheretherketon (PEEK), alternativ können aber auch andere Werkstoffe verwendet werden, die zumindest eine Temperaturbeständigkeit von über 120°C aufweisen. Wesentlich ist, daß der Kunststoff hohe mechanische Eigenschaften hat, um im Umfeld von thermischen und mechanischen Belastungen die Gesamtanwendung keine Verformung erfährt.The outer iron circle 3 is in an exemplary preferred embodiment according to the drawing figures 3a . 3b and 4 formed in two parts and includes a yoke 12 and a back yoke 13 during the assembly process at their points of contact (the return disc 13 closes the opening 14 of the yoke 12 ) are welded. Here is the centering sleeve 9 at least partially made of a non-magnetic material, such as a temperature-resistant plastic such as polyetheretherketone (PEEK), but other materials can alternatively be used, which have at least a temperature resistance of about 120 ° C. It is essential that the plastic has high mechanical properties, in the environment of thermal and mechanical stresses, the overall application undergoes no deformation.

Wie in Zeichnungsfigur 5 dargestellt, kann sich die Zentrierhülse 9 mit einem Ende 11 an der Rückschlußscheibe 13 und mit ihrem anderen Ende 10 an dem mittleren Bereich 15 angrenzen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Zentrierhülse 9 das Führungs- und Lagerelement 5, das als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet ist, umgibt und gleichzeitig in einer Ausnehmung 16 des u-bogenförmigen Magnetjochs 12 derart befestigt ist, daß die Zentrierhülse 9 koaxial zu der Ausnehmung 16 des Jochs 12 angeordnet ist. Ferner ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Zentrierhülse 9 koaxial zu einer Ausnehmung 17 der Rückschlußscheibe 13 ausgerichtet. Innerhalb der Zentrierhülse 9 sind unterschiedliche Innendurchmesserbereiche vorgesehen, die unterschiedliche Innendurchmesser aufweisen und zueinander koaxial ausgerichtet sind. Somit können die Montage-/Lagersitze der Zentrierhülse 9 auf verschiedenen Durchmessern liegen, die zueinander präzise koaxial ausgerichtet sind. Dies kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß die Zentrierhülse 9 mindestens einen inneren eingeschnürten Bereich C aufweist, der den Hülsenbereich A, B wenigstens zweiteilt.As in drawing figure 5 shown, the centering sleeve can 9 with one end 11 at the back plate 13 and with their other end 10 at the middle area 15 adjoin. It is expedient if the centering sleeve 9 the guide and bearing element 5 , which is formed as a cylindrical hollow body, surrounds and at the same time in a recess 16 of the u-shaped magnet yoke 12 is fastened such that the centering sleeve 9 coaxial with the recess 16 of the yoke 12 is arranged. Furthermore, in a preferred embodiment, the centering sleeve 9 coaxial with a recess 17 the rear wheel 13 aligned. Within the centering sleeve 9 Different inner diameter ranges are provided which have different inner diameters and are aligned coaxially with each other. Thus, the mounting / bearing seats of the centering 9 lying on different diameters, each other precisely aligned coaxially. This can be achieved in a simple manner that the centering 9 has at least one inner constricted portion C, which at least bisects the sleeve portion A, B at least.

Um eine genaue Einstellung der elektromagnetischen Stellvorrichtung 1 zu ermöglichen, ist in der Zentrierhülse 9 ein Einstellbereich 18 vorzugsweise als Gewinde 19 (z. B. Innengewinde) ausgebildet, um die darin angeordnete Gewindebuchse 8, die wiederum ein Gewinde (z. B. Außengewinde) aufweist, das mit dem des Einstellbereiches 18 korrespondiert, verstellen zu können, vgl. 2a–2c.For a precise adjustment of the electromagnetic actuator 1 to allow, is in the centering sleeve 9 a setting range 18 preferably as a thread 19 (For example, internal thread) formed around the threaded bushing disposed therein 8th , which in turn has a thread (eg external thread), which with that of the adjustment range 18 corresponds to be able to adjust, cf. 2a - 2c ,

Aus Zeichnungsfigur 5 läßt sich weiter entnehmen, daß der Innendurchmesser der beiden Endbereiche 10, 11 der Zentrierhülse 9 jeweils den Innendurchmessern der Ausnehmungen 16, 17 des Jochs 12 bzw. der Rückschlußscheibe 13 entsprechen. Weiter ist aus den Zeichnungsfiguren 3a, 3b und 5 ein Kragen 20 im mittleren Bereich 15 des Jochs 12 erkennbar, daß der sich nach innen erstreckt und das Führungs- und Lagerelement 5 berührt. Ebenso entspricht der Außendurchmesser des Kragens 20 in etwa dem Außendurchmesser der Zentrierhülse 9.From drawing figure 5 can be further seen that the inner diameter of the two end portions 10 . 11 the centering sleeve 9 each of the inner diameters of the recesses 16 . 17 of the yoke 12 or the return plate 13 correspond. Next is from the drawing figures 3a . 3b and 5 a collar 20 in the middle area 15 of the yoke 12 recognizable that extends inwardly and the guide and bearing element 5 touched. Likewise, the outer diameter of the collar corresponds 20 in about the outer diameter of the centering sleeve 9 ,

Im Inneren der Stellvorrichtung 1 wird koaxial zu der Mittellängsachse 21 des Führungs- und Lagerelementes 5, die gleichzeitig auch die Mittellängsachse 21 der Spule 4, der Ausnehmung 16 des Jochs 12, der Ausnehmung 17 der Rückschlußscheibe 13 und/oder der Gewindebuchse 8 bildet, ein Tauchanker (nicht dargestellt) axial verschiebbar gelagert.Inside the actuator 1 becomes coaxial with the central longitudinal axis 21 of the guide and bearing element 5 , which at the same time also the central longitudinal axis 21 the coil 4 , the recess 16 of the yoke 12 , the recess 17 the rear wheel 13 and / or the threaded bushing 8th forms, a plunger (not shown) mounted axially displaceable.

In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß 5 ist die Spule 4 auf einem Spulenträger 6 vormontiert und wird über diesen mit der Außenfläche der Zentrierhülse 9 ausgerichtet. Gegebenenfalls kann auch der nach außen weisende Flächenbereich des Kragens 20 einen inneren Flächenbereich eines hohlzylinderförmigen Spulenträgers 6 berührend in Wirkverbindung (z. B. Formschluß) stehen und damit den Montageprozeß positiv beeinflussen.In a preferred embodiment according to 5 is the coil 4 on a coil carrier 6 preassembled and is above this with the outer surface of the centering sleeve 9 aligned. Optionally, also the outwardly facing surface area of the collar 20 an inner surface area of a hollow cylindrical bobbin 6 touching in operative connection (eg., Positive engagement) and thus positively influence the assembly process.

Die Zentrierhülse 9 muß nicht zwangsläufig als beidseitig geöffnete Hülse 9 ausgebildet sein, sie könnte auch einseitig geschlossen sein und damit eine Abdichtungsfunktion erfüllen.The centering sleeve 9 does not necessarily have to be open on both sides sleeve 9 be formed, it could also be closed on one side and thus fulfill a sealing function.

11: Stellvorrichtunglocking device
22: ElektromagnetbaugruppeSolenoid assembly
33: Eisenkreisiron circuit
44: SpuleKitchen sink
55: Führungs- und Lagerelementmanagerial and bearing element
66: Spulenträgercoil carrier
77: Gehäusecasing
88th: Eisenelement/GewindebuchseIron element / threaded bush
99: Zentrierhülsecentering
1010: Ende von 9 End of 9
1111: Ende von 9 End of 9
1212: Jochyoke
1313: RückschlußscheibeReturn disc
1414: Öffnungopening
1515: mittlerer Bereichmiddle Area
1616: Ausnehmung von 12 Recess of 12
1717: Ausnehmung von 13 Recess of 13
1818: EinstellbereichAdjustment
1919: Gewindethread
2020: Kragencollar
2121: Mittellängsachsecentral longitudinal axis
AA: Hülsenbereichsleeve region
BB: Hülsenbereichsleeve region
CC: Hülsenbereichsleeve region

Claims

Elektromagnetische Stellvorrichtung (1), bestehend im wesentlichen aus einer Elektromagnetbaugruppe (2) mit einer ganz oder teilweise von einem äußeren Eisenkreis (3) umgebenen Spule (4), einem Führungs- und Lagerelement (5) zur Aufnahme eines Ankersystems, wobei in die elektromagnetische Stellvorrichtung (1) ein inneres Eisenelement (8) aufnehmbar ist und wobei die elektromagnetische Stellvorrichtung (1) eine Zentrierhülse (9) besitzt, – die wesentliche Teile der Lager- und Führungselemente (5) des Ankersystems in ihrem Inneren enthält und – in die ein inneres Eisenelement (8) zumindest bereichsweise aufnehmbar ist, wobei – an dem im Endmontagezustand des Lager- und Führungselementes (5) gegenüberliegen Endbereich (11) der Zentrierhülse (9) das Eisenelement (8) einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) zumindest bereichsweise durch eine die vorgenannten Teile ummantelnde Kunststoffumspritzung ausgebildet ist, sowie in der Zentrierhülse (9) zumindest ein als Innengewinde (19) ausgebildeter Einstellbereich (18) angeordnet ist, und das innere Eisenelement (8) zumindest bereichsweise ein Außengewinde aufweist, das mit dem Innengewinde (19) der Zentrierhülse (9) korrespondiert und die Zentrierhülse (9) einteilig ausgebildet ist.Electromagnetic actuator ( 1 ) consisting essentially of a solenoid assembly ( 2 ) with all or part of an outer iron circle ( 3 ) surrounded coil ( 4 ), a guide and bearing element ( 5 ) for receiving an anchor system, wherein in the electromagnetic actuator ( 1 ) an inner iron element ( 8th ) and wherein the electromagnetic actuator ( 1 ) a centering sleeve ( 9 ), - the essential parts of the bearing and guide elements ( 5 ) of the anchor system in its interior and - in which an inner iron element ( 8th ) is at least partially receivable, wherein - at the final assembly state of the bearing and guide element ( 5 ) opposite end region ( 11 ) of the centering sleeve ( 9 ) the iron element ( 8th ), characterized in that the housing ( 7 ) is formed at least partially by a plastic encapsulation encasing the aforementioned parts, as well as in the centering sleeve ( 9 ) at least one as internal thread ( 19 ) trained setting range ( 18 ), and the inner iron element ( 8th ) at least partially has an external thread, with the internal thread ( 19 ) of the centering sleeve ( 9 ) and the centering sleeve ( 9 ) is formed in one piece.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Eisenkreis (3) ein Joch (12) und/oder eine Rückschlußscheibe (13) umfaßt.Electromagnetic actuator according to claim 1, characterized in that the outer iron circle ( 3 ) a yoke ( 12 ) and / or a back yoke ( 13 ).

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (9) zumindest bereichsweise aus einem nichtmagnetischen Material besteht.Electromagnetic actuator according to claim 1 or 2, characterized in that the centering sleeve ( 9 ) consists at least partially of a non-magnetic material.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (9) mit einem Ende (11) an der Rückschlußscheibe (13) und mit ihrem anderen Ende (10) an dem mittleren Bereich (15) des Magnetjochs (12) angrenzt.Electromagnetic actuator according to An Claim 2 or 3, characterized in that the centering sleeve ( 9 ) with one end ( 11 ) at the return dial ( 13 ) and with its other end ( 10 ) at the middle area ( 15 ) of the magnetic yoke ( 12 ) adjoins.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2–4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (9) im Bereich des U-Bogens des Magnetjochs (12) das Führungs- und Lagerelement (5) umgibt, das in einer Ausnehmung (16) des U-Bogens befestigt ist.Electromagnetic actuator according to one of claims 2-4, characterized in that the centering sleeve ( 9 ) in the region of the U-bend of the magnetic yoke ( 12 ) the guide and bearing element ( 5 ), which in a recess ( 16 ) of the U-bend is attached.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2–5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (9) koaxial zu einer Ausnehmung (17) der Rückschlußscheibe (13) ausgerichtet ist.Electromagnetic actuator according to one of claims 2-5, characterized in that the centering sleeve ( 9 ) coaxial with a recess ( 17 ) of the return disc ( 13 ) is aligned.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (9) unterschiedliche Innendurchmesserbereiche (A, B, C) aufweist, die koaxial zueinander ausgerichtet sind.Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the centering sleeve ( 9 ) has different inner diameter ranges (A, B, C), which are aligned coaxially with each other.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (9) mindestens einen inneren eingeschnürten Bereich (C) aufweist, der den Hülsenbereich wenigstens zweiteilt (A, B).Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the centering sleeve ( 9 ) has at least one inner constricted portion (C) at least bisecting the sleeve portion (A, B).

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrierhülse (9) zumindest ein Einstellbereich (18) angeordnet ist.Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that in the centering sleeve ( 9 ) at least one adjustment range ( 18 ) is arranged.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (9) aus einem temperaturbeständigen Kunststoff besteht.Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the centering sleeve ( 9 ) consists of a temperature-resistant plastic.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2–10, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendruchmesser der Zentrierhülse (9) zumindest eines Endbereiches (10, 11) dem Innendurchmesser der Ausnehmung (16) des Jochs (12) und/oder der Ausnehmung (17) der Rückschlußscheibe (13) entspricht.Electromagnetic actuator according to one of claims 2-10, characterized in that the internal diameter of the centering sleeve ( 9 ) at least one end region ( 10 . 11 ) the inner diameter of the recess ( 16 ) of the yoke ( 12 ) and / or the recess ( 17 ) of the return disc ( 13 ) corresponds.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (12) im Bereich seiner Ausnehmung (16) einen nach innen gezogenen Kragen (20) aufweist.Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the yoke ( 12 ) in the region of its recess ( 16 ) an inwardly drawn collar ( 20 ) having.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (20) in Wirkverbindung mit dem Führungs- und Lagerelement (5) steht.Electromagnetic actuator according to claim 12, characterized in that the collar ( 20 ) in operative connection with the guide and bearing element ( 5 ) stands.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Kragens (20) in etwa dem Außendurchmesser der Zentrierhülse (9) entspricht.Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter of the collar ( 20 ) in about the outer diameter of the centering sleeve ( 9 ) corresponds.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungs- und Lagerelement (5) aus einem mehrschichtigen Werkstoff besteht.Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the guide and bearing element ( 5 ) consists of a multilayer material.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Führungs- und Lagerelement (5) ein Tauchanker axial verschiebbar gelagert ist.Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that in the guide and bearing element ( 5 ) An immersion armature is mounted axially displaceable.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2–16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlußscheibe (13) mit dem offenen Ende (14) des Jochs (12) stoffschlüssig verbunden ist.Electromagnetic actuator according to one of claims 2-16, characterized in that the return disc ( 13 ) with the open end ( 14 ) of the yoke ( 12 ) is integrally connected.

Elektromagnetische Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem im Endmontagezustand des Führungs- und Lagerelementes (5) gegenüberliegenden Endbereich (11) der Zentrierhülse (9) ein Eisenkern (8) einsetzbar ist.Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that on the in the final assembly state of the guide and bearing element ( 5 ) opposite end region ( 11 ) of the centering sleeve ( 9 ) an iron core ( 8th ) can be used.

Verfahren zur Herstellung einer elektromagnetischen Stellvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Schritte: a. Bereitstellen des Jochs b. Einpressen des Lager- und Fixierungselementes in die Ausnehmung des Jochs, c. Aufstecken der Zentrierhülse auf das Lager- und Fixierungselement oder Verbinden der Zentrierhülse mit dem Lager- und Fixierungselement, d. Anordnen der Spule, gegebenenfalls mit Spulenträger um die Zentrierhülse, e. Verbinden der freien Jochenden mit einer Rückschlußscheibe.Method for producing an electromagnetic Adjusting device according to claim 2, marked by the Steps: a. Providing the yoke b. Pressing in the Bearing and fixing element in the recess of the yoke, c. Attaching the centering sleeve on the bearing and fixing element or connecting the centering with the bearing and fixing element, d. Arrange the coil, if necessary with coil carrier around the centering sleeve, e. Connecting the free yoke ends with a return plate.

Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß nach Schritt e) die Bauteilgruppe zumindest bereichsweise mit Kunststoff umspritzt wird.Method according to claim 19, characterized that after Step e) the component group at least partially with plastic is overmoulded.

Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Kunststoffumspritzung ein Eisenkern in ein freies Ende der Zentrierhülse eingebracht wird.Method according to claim 20, characterized in that that after the Kunststoffumspritzung an iron core introduced into a free end of the centering sleeve becomes.

Verfahren nach Anspruch 19–21, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung an einem Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor, Getriebe und/oder Hydraulik-/Pneumatik-Ventil Verwendung findet.A method according to claim 19-21, characterized in that the adjusting device to a motor vehicle internal combustion engine, transmission and / or hydraulic / pneumatic valve use place.