STELLVORRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit einem, insbesondere langgestreckten, bevorzugt Permanentmagnetmittel aufweisenden, Stellelement, welches aufgrund einer von einem Stator erzeugbaren magnetischen Stellkraft relativ zu dem Stator verstellbar ist, wobei der Stator eine Spulenwicklung umfasst, deren Wicklungsdraht zu einem an einem Biegebereich gebogenen Kontaktelement geführt und mit diesem fest und elektrisch leitend verbunden ist.

[0002] Derartige Vorrichtungen sind hinlänglich bekannt und werden für vielfältige Einsatzzwecke genutzt. Das Grundprinzip besteht darin, dass ein meist kolbenförmiges Stellelement, welches endseitig einen Eingriffsbereich für die vorgesehene Stellaufgabe aufweist, in einem in der Regel magnetisch leitfähigen Gehäuse als Anker zwischen einem stationären Kernbereich und einem als Joch wirkenden Lagerelement geführt ist und mittels eines etwa im Kernbereich vorgesehenen Elektromagneten (Spulenwicklung) betätigt werden kann.

[0003] In der DE 20 2006 011 904 U1 ist eine gattungsgemäße elektromagnetische Stellvorrichtung mit wesentlichen Elementen gezeigt. Bei der bekannten Stellvorrichtung umfasst der Stator (Spuleneinrichtung) einen Kunststoffträger, auf den eine Spulenwicklung gewickelt ist. Der Wicklungsdraht der Spulenwicklung ist von dem Kunststoffträger umspritzt und aus diesem herausgeführt. Zur Kontaktierung von Kontaktelementen mit den Wicklungsdrähten werden diese zunächst mit ihren Endbereichen mit den Kontaktelementen elektrisch leitend verbunden, woraufhin letztere umgebogen werden, derart, dass sich ihr jeweiliger Endabschnitt in etwa parallel zur Längsachse des Kunststoffträgers erstreckt.

[0004] Beim Umbiegen der Kontaktelemente wirkt auf den jeweiligen Wicklungsdraht eine Zugspannung, sofern diesem prozesstechnisch im Wicklungsprozess nicht genügend Entlastung (Bauch) gegeben werden kann, die der Wicklungsdraht beim Umbiegen des zugeordneten Kontaktelementes in Länge umwandeln kann. Dies wiederum kann zu einer Materialschwächung und im Extremfall zu einem Abreißen des Wicklungsdrahtes führen.

[0005] Zum weiteren Stand der Technik wird verwiesen auf die DE 199 36 425 A1 sowie die JP 2006 019315 A.

[0006] Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit mindestens einem umgebogenen Kontaktelement anzugeben, wobei eine Beschädigung des am Kontaktelement festgelegten Wicklungsdrahtes beim Umbiegen desselben sicher vermieden wird. Bevorzugt soll es nicht notwendig sein, den bevorzugt als Kupferlackdraht ausgebildeten Wicklungsdraht bereits prozesstechnisch im Wicklungsprozess zu entlasten.

[0007] Diese Aufgabe wird bei eine elektromagnetische Stellvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

[0008] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0009] Die Erfindung vermeidet eine unzulässige Zugspannung auf den, insbesondere als Kupferlackdraht ausgebildeten, Wicklungsdraht durch das Vorsehen einer Vertiefungsgeometrie im Kontaktelement, durch die der Wicklungsdraht hindurchgeführt ist, und sich somit lediglich über einen kürzeren Weg erstrecken muss, als wenn der Wicklungsdraht, wie im Stand der Technik, an einer nicht vertieften Außenoberfläche des Kontaktelementes entlanggeführt wäre. Aufgrund der Erfindung wird also die vom Wicklungsdraht zu überbrückende Strecke in einem Bereich zwischen dem Anfang und dem Ende des Biegebereichs verkürzt im Vergleich zu einer Ausführungsvariante des Kontaktelementes ohne eine solche Vertiefung, also im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Kontaktelementen, bei welchen der Wicklungsdraht an dem Außenradius des Biegebereichs, an dem Kontaktelement anliegend geführt bzw. angeordnet ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik weist der Wicklungsdraht aufgrund der Vertiefungsgeometrie im Biegebereich des Kontaktelementes bevorzugt keine durchgehende Bogenform auf. Bevorzugt ist die Vertiefungsgeometrie so bemessen, dass der Wicklungsdraht keine oder allenfalls eine geringe Zugspannung beim Biegeprozess erfährt, bei welchem das Kontaktelement bevorzugt um etwa 90° gebogen wird, weiter bevorzugt derart, dass sein Endabschnitt, zumindest näherungsweise, parallel zur Verstellachse des Stellelementes verläuft. Besonders bevorzugt wird durch das Vorsehen einer entsprechend ausgestalteten Vertiefungsgeometrie eine plastische Verformung des Wicklungsdrahtes beim Biegeprozess des Kontaktelementes vollständig vermieden, was wiederum zur Vermeidung einer Festigkeitsminderung oder gar eines Abrisses des Wicklungsdrahtes führt. Unter einer Vertiefungsgeometrie wird eine sich in Richtung Dickenerstreckung des Kontaktelementes und sich damit sowohl senkrecht zur Breitenerstreckung als auch senkrecht zur Längenerstreckung des Kontaktelementes erstreckende Geometrie verstanden, aufgrund derer der Wicklungsdraht einen geringeren Krümmungsradius einnimmt, d.h. eine kürzere Strecke überbrücken muss als eine gedachte, die Vertiefungsgeometrie überspannende äußere Hüllkontur des Kontaktelementes, bzw. als die Außenoberfläche seitlich benachbart zur Vertiefungsgeometrie.

[0010] Im Hinblick auf die konkrete Ausbildung der Vertiefungsgeometrie gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Gemäß einer ersten Alternative kann die Vertiefungsgeometrie als Vertiefungstasche ausgebildet sein, also als eine vorzugsweise wannenartige, eine Bodenfläche aufweisende Vertiefung, deren Boden senkrecht zur Längserstreckung des Kontaktelementes in Richtung seiner Dickenerstreckung nach unten, d.h. vorzugsweise in Richtung Stator, versetzt angeordnet ist. Alternativ zu einer in das Kontaktelement eingebrachte, einen Boden aufweisende Vertiefung kann die Vertiefungsgeometrie als Durchbruch ausgebildet sein, also als bodenfreie Vertiefungsgeometrie. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, die Vertiefungsgeometrie als randseitig offene Ausnehmung auszubilden, die sich von einer Längsseite des Kontaktelementes mindestens bis zur Mitte der Vertiefungsgeometrie erstreckt, vorzugsweise (etwas) darüber hinaus. Diese Vertiefung kann mit Boden, z.B. durch Umformen, oder bodenfrei, vorzugsweise durch Ausstanzen, hergestellt werden.

[0011] Bevorzugt ist die Axialerstreckung der Vertiefungsgeometrie aus einem Wertebereich zwischen 1,5mm und 3,5mm, vorzugsweise zwischen 2,4mm und 2,8mm gewählt. Im Falle der Ausbildung der Vertiefungsgeometrie als Durchbruch oder Vertiefungstasche ist deren Breitenerstreckung vorzugsweise aus einem Wertebereich zwischen 0,5mm und 2,5mm, vorzugsweise zwischen 1,0mm und 1,5mm gewählt. Im Falle der Ausbildung der Vertiefungsgeometrie als Durchbruch beträgt deren Tiefenerstreckung mit Vorteil der Dickenerstreckung des vorzugsweise laschenförmigen Kontaktelementes. Im Falle der Ausbildung der Vertiefungsgeometrie als Vertiefungstasche ist die Tiefe der Vertiefungsgeometrie vorzugsweise aus einem Wertebereich zwischen 0,1mm und 1,0mm, vorzugsweise zwischen 0,2mm und 0,5mm gewählt.

[0012] Allgemein gilt, dass die Längenerstreckung, d.h. die Axialerstreckung des Kontaktelementes vorzugsweise größer ist als die Breitenerstreckung des Kontaktelementes, welche wiederum vorzugsweise größer ist als die Dickenerstreckung des Kontaktelementes.

[0013] In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Wicklungsdraht, zumindest in einem Wicklungsdraht (vom Austritt aus dem Träger aus betrachtet) vor der Vertiefung gelegenen und an die Vertiefung angrenzenden Bereich sowie in einem nach der Vertiefungsgeometrie gelegenen und an die Vertiefungsgeometrie angrenzenden Bereich auf einer nach außen gerichteten, also von der Längsachse der Stellvorrichtung weg weisenden Oberfläche des Kontaktelementes verläuft, um durch die Vertiefungsgeometrie eine Abkürzung zu erhalten.

[0014] Insbesondere dann, wenn die Vertiefungsgeometrie als Durchbruch ausgebildet ist, oder die Tiefe der Vertiefungstasche entsprechend groß gewählt ist, verläuft der Wicklungsdraht im Biegebereich, in mindestens einem Abschnitt geradlinig, beispielsweise zwischen beiden axialen Endbereichen der Vertiefungsgeometrie. Im Falle der Ausbildung der Vertiefungsgeometrie als Vertiefungstasche kann der Wicklungsdraht auch in zwei axialen Bereichen geradlinig verlaufen, nämlich in einem ersten Bereich zwischen einem axialen Ende der Vertiefungsgeometrie und einem Auflagebereich, in welchem der Wicklungsdraht den Boden der Vertiefungstasche erreicht und in einem zweiten Bereich zwischen dem bodenseitigen Auflagebereich des Wicklungsdrahtes in der Vertiefungstasche und dem anderen axialen Ende der Vertiefungstasche.

[0015] Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Vertiefungsgeometrie mittig in Bezug auf die Breitenerstreckung des Kontaktelementes angeordnet ist oder sich zumindest bis zur Breitenmitte des Kontaktelementes aus seitlicher Richtung erstreckt, vorzugsweise darüber hinaus. Auf diese Weise kann der Wicklungsdraht, zumindest näherungsweise mittig in Bezug auf die Breitenerstreckung des Kontaktelementes verlaufend angeordnet werden.

[0016] Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Vertiefungsgeometrie eine größere Längen- als Breitenerstreckung aufweist. Bevorzugt sollte die Vertiefungsgeometrie gerade so bemessen sein, dass der Wicklungsdraht nicht zuviel Entspannung erhält, um eine Schädigung, insbesondere ein Kaltverfestigen, durch Verbrennungsmotorvibrationen und ein dadurch verursachtes Reißen zu vermeiden.

[0017] Besonders zweckmäßig ist es, die Vertiefungsgeometrie derart auszulegen, dass der Biegeweg des Wicklungsdrahtes, also die Längenerstreckung des Wicklungsdrahtes im Biegebereich kürzer ist als der (eigentliche) Verlauf des Wicklungsdrahtes auf der Oberfläche eines Kontaktstiftes ohne Vertiefungsgeometrie liegend. Anders ausgedrückt ist die Längenerstreckung des Wicklungsdrahtes im Biegebereich bevorzugt kürzer als die Längenerstreckung einer äußeren (die Vertiefungsgeometrie überspannenden) Hüllkontur des Kontaktelementes im Biegebereich. Bevorzugt ist die Längenerstreckung des Wicklungsdrahtes im Biegebereich kürzer als eine neutrale Faser des Kontaktelementes in diesem Biegebereich, jeweils gemessen zwischen dem gleichen axialen Anfangs- und Endpunkt.

[0018] Im Hinblick auf eine mögliche Fixierung des Wicklungsdrahtes am Kontaktelement ist es bevorzugt, wenn der Wicklungsdraht ausschließlich in einem nach dem Biegebereich angeordneten Endabschnitt des Kontaktelementes fixiert ist, also nicht in einem Bereich vor dem Biegebereich. Besonders bevorzugt ist der Wicklungsdraht durch Verschweißen, besonders zweckmäßig durch induktives Verschweißen oder Löten, insbesondere Induktionslöten bzw. Plättchenlöten am Kontaktelement festgelegt. Dabei ist es noch weiter bevorzugt, wenn der Wicklungsdraht zwischen einem mit dem Kontaktelement, insbesondere durch Schweißen oder Löten, insbesondere Induktionsschweißen bzw. -löten, vorzugsweise Induktionsschweißen bzw. -löten, vorzugsweise Plättchenschweißen bzw. -löten, verbundenen Metall-Plättchen und dem Kontaktelement aufgenommen ist.

[0019] Besonders kostengünstig kann die Vertiefungsgeometrie durch Stanzen ausgebildet sein, wobei im Falle der Ausbildung einer Vertiefungstasche bevorzugt nur eine Umformung des Kontaktelementes erreicht wird, wohingegen im Falle der Ausbildung der Vertiefungsgeometrie als, insbesondere mittiger, Durchbruch Material vom Kontaktelement ausgestanzt wird.

[0020] Zur weiteren Verbesserung der Langlebigkeit der Stellvorrichtung ist es bevorzugt, wenn die Vertiefungsgeometrie in mindestens einem Übergangsbereich, vorzugsweise in beiden Übergangsbereichen, zur in Bezug auf die Vertiefungsgeometrie nicht vertieften Kontaktelementoberfläche mit einem Radius versehen ist, um eine Beschädigung des Wicklungsdrahtes sicher zu vermeiden.

[0021] Besonders bevorzugt ist das Kontaktelement als eine Art Lasche ausgebildet, die, vorzugsweise durch Umspritzen, in einem Trägerkörper gehalten ist. Die Lasche verlässt den Trägerkörper bevorzugt in radialer Richtung und ist außerhalb des Trägers um 90° umgebogen und erstreckt sich dann somit endseitig in axialer Richtung.

[0022] Besonders bevorzugt ist es, wenn mindestens zwei Wicklungsdrahtenden an je einem eine wie zuvor beschrieben ausgebildete Vertiefungsgeometrie aufweisenden Kontaktelement elektrisch leitend, insbesondere durch Widerstandsschweißen oder -löten festgelegt sind.

[0023] Um eine bestimmte, insbesondere in Bezug auf die Breitenerstreckung des Kontaktelementes mittige, Anordnung des Wicklungsdrahtes zu erreichen, ist in Weiterbildung der Erfindung am Kontaktelement, vorzugsweise durch Umformen desselben, eine Wicklungsdrahtführungsgeometrie vorgesehen, die eine bestimmte Lage oder einen Lagebereich des Wicklungsdrahtes definiert oder festlegt, vorzugsweise um eine möglichst exakte Positionierung im angrenzenden Fixierungsbereich zu gewährleisten.

[0024] Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn diese Drahtführungsgeometrie gleichzeitig als Fixierungsgeometrie ausgebildet ist, die den Wicklungsdraht kraftschlüssig, vorzugsweise formschlüssig, insbesondere durch Klemmen, in einer bestimmten Position am Kontaktelement fixiert. Bevorzugt ist zusätzlich zu dieser Fixierungsgeometrie noch mindestens ein weiteres Fixiermittel vorgesehen, insbesondere ein Schweißbereich, in welchem der Wicklungsdraht, insbesondere induktiv, mit dem Kontaktelement verschweißt oder verlötet ist, beispielsweise durch sogenanntes Plättchenschweißen oder Plättchenlöten, bei dem ein Metallplättchen auf den Wicklungsdraht, vorzugsweise benachbart und/oder mit Abstand zur Fixierungsgeometrie auf den Wicklungsdraht und das Kontaktelement aufgelegt und mit diesem, insbesondere induktiv, verschweißt oder verlötet wird.

[0025] Besonders zweckmäßig ist es, wenn einem vorgenannten Schweißbereich die, vorzugsweise als Fixierungsgeometrie ausgebildete, Wicklungsdrahtführungsgeometrie vor- oder nachgeordnet ist, wobei bevorzugt, jedoch nicht zwingend, im eigentlichen Schweißbereich keine Wicklungsdrahtführungsgeometrie vorgesehen ist, sondern dort der Wicklungsdraht bevorzugt auf einer ebenen Außenoberfläche des Kontaktelementes aufliegt.

[0026] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.

[0027] Diese zeigen in:

Fig. 1

eine schematische Ansicht einer elektromagnetischen Stellvorrichtung,

Fig. 2a

in einer ausschnittsweisen Darstellung ein Kontaktelement mit einer als mittiger Durchbruch ausgebildeten Vertiefungsgeometrie,

Fig. 2b

eine Längsschnittansicht der Darstellung gemäß Fig. 2a,

Fig. 3a

die Vertiefungsgeometrie gemäß den Fig. 2a und 2b im gebogenen Zustand des Kontaktelementes,

Fig. 3b

eine Längsschnittansicht der Darstellung gemäß Fig. 3a,

Fig. 4a

ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Vertiefungsgeometrie, bei welchem diese als seitliche Aussparung ausgebildet ist,

Fig. 4b

eine Längsschnittansicht der Darstellung gemäß Fig. 4a,

Fig. 5a

das Kontaktelement gemäß Fig. 4a im gebogenen Zustand,

Fig. 5b

eine Längsschnittansicht der Darstellung gemäß Fig. 5a,

Fig. 6a

ein alternatives Ausführungsbeispiel der Vertiefungsgeometrie als Vertiefungstasche,

Fig. 6b

eine Längsschnittansicht der Darstellung gemäß Fig. 6a,

Fig. 7a

die Darstellung des Kontaktelementes gemäß Fig. 6a im gebogenen Zustand,

Fig. 7b

eine Längsschnittansicht der Darstellung gemäß Fig. 7a,

Fig. 8

eine Führungsgeometrie zur Führung des Wicklungsdrahtes, wobei als Führungsgeometrie eine wannenartige Geometrie gewählt ist, in der der Wicklungsdraht mit Seitenabstand angeordnet ist und die Wanne mit einem Klebstoff ausgefüllt ist,

Fig. 9

eine alternative Darstellung einer als Fixierungsgeometrie ausgebildeten Wicklungsdrahtführungsgeometrie, bei der der Wicklungsdraht zwischen zwei Abschnitten des Kontaktelementes klemmend aufgenommen ist, und

Fig. 10

eine Darstellung einer alternativen als Fixierungsgeometrie ausgebildeten Führungsgeometrie, bei welcher der Wicklungsdraht in einer Art Wellengeometrie des Kontaktelementes klemmend aufgenommen ist.

[0028] In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

[0029] In Fig. 1 ist eine elektromagnetische Verstellvorrichtung 1 gezeigt, die mit einem nicht gezeigten Stellpartner, beispielsweise einer Nockenwellen-Hubumschaltung, betätigend zusammenwirkt. Die elektromagnetische Stellvorrichtung umfasst einen Stator 2 mit einer Spulenwicklung 3, wobei zentrisch im Inneren des Aktors ein nicht dargestelltes Stellelement (Anker) axial verstellbar geführt ist. Zum Verstellen des Stellelementes wird die Spulenwicklung 3, genauer deren Wicklungsdraht 4 bestromt. Zum Kontaktieren des Wicklungsdrahtes 4 ist dieser beidenends elektrisch leitend verbunden mit jeweils einem laschenförmigen Kontaktelement 5, welche radial aus einem aus Kunststoff ausgebildeten Träger 6 herausgeführt sind und außerhalb des Trägers 6 um etwa 90° in einem Biegebereich 7 umgebogen sind. Der Wicklungsdraht verläuft auf den Kontaktelementen 5 an einer nach außen gerichteten Oberfläche 8 des jeweiligen Kontaktelementes 5 und ist dabei in Richtung seiner Längserstreckung durch eine später noch zu erläuternde, im Biegebereich angeordnete, Vertiefungsgeometrie 9 geführt, die den Biegeweg des Wicklungsdrahtes verkürzt im Vergleich zu einem Biegeweg ohne eine derartige Vertiefungsgeometrie.

[0030] Die Kontaktelemente 5 liegen auf einem Elastomerkissen 10, vorzugsweise einem Silikonkissen, aus Gründen der Schwingungsdämpfung auf, wobei das Elastomerkissen 10 eine Innenseite bzw. eine innere Oberfläche des jeweiligen Kontaktelementes mit dem Träger 6 verbindet. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist der Wicklungsdraht 4 im in etwa axparallen Endbereich des Kontaktelementes mit diesem fest verbunden, beispielsweise durch, vorzugsweise induktives, Verschweißen oder Löten.

[0031] Wie sich aus Fig. 1 weiter ergibt, ist in einem zentrischen Sackloch 11 innerhalb des Trägers ein metallischer Kernbereich 12 aufgenommen. In einem nicht gezeigten Führungsrohr ist das ebenfalls nicht gezeigte Stellelement aufgenommen.

[0032] Im Folgenden werden anhand der Fig. 2a bis 7b unterschiedliche Ausführungsformen von möglichen Vertiefungsgeometrien auf Kontaktelementen gezeigt, wobei es sich bei den Kontaktelementen 5 um vorzugsweise wie in Fig. 1 angeordnete Kontaktelemente 5 handelt, wobei jeweils in den links dargestellten Figuren das Kontaktelement 5 vor dem Umbiegen dargestellt ist, also als sich ausschließlich in radialer Richtung erstreckendes Kontaktelement, während die jeweils rechten Figuren jeweils die umgebogene Endposition bzw. den Montageendzustand darstellen.

[0033] In den Fig. 2a bis 3b ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kontaktelementes 5 für eine beispielhaft in Fig. 1 dargestellte elektromagnetische Stellvorrichtung 1 gezeigt. Zu erkennen ist das metallische, laschen- bzw. plättchenförmige Kontaktelement mit einer Dickenerstreckung d, vorzugsweise aus einem Bereich zwischen 0,15mm und 0,4mm. Die Breite b beträgt vorzugsweise zwischen 2,0mm und 4,0mm. Zu erkennen ist, dass an der nach außen gerichteten, d.h. über einen Großteil ihrer Flächenerstreckung im Montageendzustand in radialer Richtung nach außen zeigende Oberfläche 8 mittig in Bezug auf die Breitenerstreckung ein Wicklungsdraht 4 verläuft, der aus Übersichtlichkeitsgründen in den Fig. 2b und 3b mit Abstand zur Oberfläche 8 angeordnet ist, in der Realität jedoch selbstverständlich auf dieser aufliegt bzw. unmittelbar auf dieser verläuft. Zu erkennen ist ferner, dass der Wicklungsdraht 4 axial durch eine Vertiefungsgeometrie 9 hindurch geführt ist, die in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2a bis 3b als mit Randabstand angeordneter Durchbruch 13 ausgebildet ist, der vorzugsweise durch Ausstanzen hergestellt ist. Die Vertiefungsgeometrie 9 weist eine größere Längenals Breitenerstreckung auf. Die Tiefe der Vertiefungsgeometrie entspricht, da diese in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Durchbruch 13 ausgebildet ist, der Dickenerstreckung d des Kontaktelementes 5. Im Falle der Ausbildung der Vertiefungsgeometrie als später noch zu erläuternde, vorzugsweise durch Umformen hergestellten, Vertiefungstasche kann die Tiefenerstreckung der Vertiefungsgeometrie auch geringer oder größer sein als die Dickenerstreckung d des metallischen Kontaktelementes 5.

[0034] Aus den Darstellungen gemäß den Fig. 3a bis 3b ist zu erkennen, dass die Vertiefungsgeometrie 9 im Biegebereich 7 angeordnet ist, in welchem das Kontaktelement 5 gebogen ist. Unter dem Biegebereich wird der Bereich zwischen Anfang und Ende der Krümmung verstanden, also der gebogene Bereich, der die beiden, hier rechtwinklig zueinander angeordneten Abschnitte 14, 15 des Kontaktelementes 5 (mit einem Radius) miteinander verbindet.

[0035] In Fig. 3b ist schematisiert der Verlauf des Wicklungsdrahtes 4 im Biegebereich 7 gezeigt. Durch die Vertiefungsgeometrie 9 ist der Biegeweg des Wicklungsdrahtes 4 verkürzt im Vergleich zu einer Ausführungsform ohne Vertiefungsgeometrie 9. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft der Wicklungsdraht 4 zwischen dem axialen Anfang und dem axialen Ende der Vertiefungsgeometrie 9 geradlinig.

[0036] Zur Schonung des Wicklungsdrahtes 4 ist die Vertiefungsgeometrie 9 im Übergangsbereich zur nicht vertieften Oberfläche 8 mit einem Radius 16 versehen. Es ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der ein derartiger Radius nur an den axialen, einander gegenüberliegenden Seitenflächen im Übergangsbereich zur Oberfläche 8 vorgesehen ist, also nur in dem Bereich, mit dem der Wicklungsdraht 4 in Kontakt ist.

[0037] Fig. 4a bis 5b zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Kontaktelementes 5 mit Vertiefungsgeometrie, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen im Folgenden im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem voranstehenden Ausführungsbeispiel eingegangen wird. Im Hinblick auf Gemeinsamkeiten wird auf das vorstehende Ausführungsbeispiel verwiesen. Im Gegensatz zu dem voranstehenden Ausführungsbeispiel ist die Vertiefungsgeometrie 9 nicht mit Randabstand angeordnet, sondern erstreckt sich seitlich von außen bis über die breite Mitte des Kontaktelementes 5 hinaus. Die Vertiefungsgeometrie 9 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als seitliche, vorzugsweise durch Ausstanzen hergestellte, Aussparung 17 ausgebildet, wobei die Aussparung 17 nicht wie dargestellt zwingend als Ausstanzung ausgebildet sein muss, sondern es ist denkbar, dass auch ein durch Umformen hergestellter, nach unten versetzter Boden in der Art einer Tasche realisiert ist.

[0038] Wie sich aus den Fig. 5a und 5b ergibt, verläuft der Wicklungsdraht 4 im Endmontagezustand im Biegebereich 7 geradlinig.

[0039] Im Folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kontaktelementes 5 mit Wicklungsdraht 4 und Vertiefungsgeometrie 9 anhand der Fig. 6a bis 7b beschrieben. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Wesentlichen auf Unterschiede zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen eingegangen. Im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten wird auf die voranstehenden Figuren zzgl. Figurenbeschreibung verwiesen.

[0040] Im Gegensatz zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen ist die Vertiefungsgeometrie 9 in dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6a bis 7b als Vertiefungstasche 18 ausgebildet, die im Gegensatz zu einem Durchbruch einen Boden 19 und damit eine Bodenfläche aufweist. Die Axialerstreckung der Vertiefungsgeometrie 9 entspricht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel (in nicht gebogenem Zustand) 4,0mm. Zu erkennen ist, dass die Vertiefungstasche 18 mit Randabstand zu den Längsseiten des Kontaktelementes 5 angeordnet ist, wobei auch eine Ausführungsform analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4a bis 5b realisierbar ist, bei der sich die Vertiefungstasche 18, zumindest bis zu einer Längskante, alternativ auch bis zu beiden Längskanten erstreckt. Die Tiefe der Vertiefungstasche 18 entspricht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa der halben Dicke des Kontaktelementes 5, was in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dazu führt, dass der Wicklungsdraht 4 - im Gegensatz zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen - das Kontaktelement 5 im Biegebereich 7, hier etwa mittig berührt, woraus resultiert, dass der Wicklungsdraht 4 in zwei axial benachbarten, hier axial beabstandeten Bereichen 20, 21 einen geradlinigen Verlauf aufweist, der durch einen gebogenen Abschnitt, in welchem der Wicklungsdraht 4 am Boden 19 der Vertiefungsgeometrie anliegt, verbunden ist.

[0041] In den Fig. 8 bis 10 sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Kontaktelementen 5 gezeigt, die alle mit einer Wicklungsdrahtführungsgeometrie 22 ausgestattet sind, um den Wicklungsdraht zu positionieren, hier zu zentrieren in Bezug auf die Breitenmitte des Kontaktelementes 5. Bevorzugt befindet sich die Wicklungsdrahtführungsgeometrie 22 in einem Bereich zwischen der in den Fig. 8 bis 10 nicht dargestellten Vertiefungsgeometrie und dem freien Ende des Kontaktelementes, vorzugsweise entweder vor oder nach einem Schweiß- oder Lötbereich, in welchem der Wicklungsdraht durch Schweißen oder Löten elektrisch leitend am Kontaktelement 5 fixiert ist. Zusätzlich oder alternativ ist auch ein Verkleben, insbesondere mit einem elektrisch leitfähigen Klebstoff denkbar.
Die Wicklungsdrahtführungsgeometrie 22 ist bei dem Kontaktelement 5 gemäß Fig. 8, welches in einer Querschnittansicht dargestellt ist, als Vertiefung bzw. abschnittsweise U-förmige Tasche ausgebildet, in welcher der Wicklungsdraht 4 mit Abstand zu den Taschenseiten angeordnet ist. Die Tasche 23 ist gefüllt mit Klebstoff 24 zur zusätzlichen Fixierung des Wicklungsdrahtes 4.

[0042] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9, bei welchem das Kontaktelement 5 wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 8 und Fig. 10 in einer sich senkrecht zur Längserstreckung erstreckenden Querschnittsansicht gezeigt ist, ist die Wicklungsdrahtführungsgeometrie 22 als Fixierungsgeometrie 25 zur zusätzlichen Fixierung des Wicklungsdrahtes 4 ausgebildet. Zu diesem Zweck ist das Kontaktelement 5 in einem Axialabschnitt geschlitzt und die nach innen weisenden Enden 26, 27 sind nach unten verstellt und nehmen den Wicklungsdraht klemmend zwischen sich auf. In einem Bereich vor der Fixierungsgeometrie 25 ist das Kontaktelement 5 ohne den gezeigten Schlitz ausgebildet.

[0043] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 ist die Wicklungsdrahtführungsgeometrie 22 ebenfalls als Fixierungsgeometrie 25 ausgebildet, indem das Kontaktelement 5 zu einer Wellenform umgeformt wurde, wobei der Wicklungsdraht 4 in einer Wellenvertiefung klemmend aufgenommen ist.

[0044] Durch die in den Fig. 8 bis 10 dargestellten Wicklungsdrahtführungsgeometrien 22 wird sichergestellt, dass der Wicklungsdraht 4 in dem axial benachbarten Fixierungsbereich, insbesondere Schweiß- oder Lötbereich, ggf. Klebebereich, sich an der gewünschten Fixierposition befindet.

Bezugszeichen

[0045] 

1

elektromagnetische Verstellvorrichtung

2

Stator

3

Spulenwicklung

4

Wicklungsdraht

5

Kontaktelement

6

Träger

7

Biegebereich

8

Oberfläche

9

Vertiefungsgeometrie

10

Elastomerkissen

11

Sackloch

12

Kernbereich

13

Durchbruch

14

Abschnitt

15

Abschnitt

16

Radius

17

Aussparung

18

Vertiefungstasche

19

Boden

20

Bereich

21

Bereich

22

Wicklungsdrahtführungsgeometrie

23

Tasche

24

Klebstoff

25

Fixierungsgeometrie

26

Ende

27

Ende

Ansprüche

1. Elektromagnetische Stellvorrichtung (1) einem Stator (2) und einem Stellelement, welches aufgrund einer von dem Stator erzeugbaren magnetischen Stellkraft relativ zu dem Stator verstellbar ist, wobei der Stator eine Spulenwicklung (3) und ein Kontaktelement (5) umfasst, und ein Wicklungsdraht (4) der Spulenwicklung zu dem an einem Biegebereich gebogenen metalllischen Kontaktelement geführt und mit diesem fest, elektrisch leitend verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktelement (5) im Biegebereich (7) eine den Biegeweg des Wicklungsdrahtes (4) verkürzende und von dem Wicklungsdraht (4) durchsetzte Vertiefungsgeometrie (9) aufweist,
durch welche der Wicklungsdraht axial zwischen einem axialen Anfang und einem axialen Ende der Vertiefungsgeometrie zur Verkürzung der vom Wicklungsdraht zu überbrückenden Strecke in einem Bereich zwischen dem Anfang und dem Ende des Biegebereichs hindurch geführt ist,
wobei die Axialerstreckung der Vertiefungsgeometrie in Längsrichtung des Kontaktelements verläuft.

2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vertiefungsgeometrie (9) als Vertiefungstasche (18) oder als Durchbruch (13) oder als randseitig offene Aussparung ausgebildet ist.

3. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Wicklungsdraht (4), zumindest in einem vor der Vertiefungsgeometrie (9) gelegenen und an die Vertiefungsgeometrie (9) angrenzenden Bereich sowie in einem nach der Vertiefungsgeometrie (9) gelegenen und an die Vertiefungsgeometrie (9) angrenzenden Bereich auf einer nach außen gerichteten Oberfläche (8) des Kontaktelementes (5) verläuft.

4. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vertiefungsgeometrie (9) mittig in Bezug auf die Breitenerstreckung des Kontaktelementes (5) angeordnet ist oder sich von außen quer zur Längserstreckung des Kontaktelementes (5) mindestens bis zur Mitte des Kontaktelementes (5) erstreckt.

5. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vertiefungsgeometrie (9) eine größere Längen- als Breitenerstreckung aufweist.

6. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Biegeweg des Wicklungsdrahtes (4), gemessen zwischen dem gleichen axialen Anfangs- und Endpunkt, kürzer ist als die Längenerstreckung einer die Vertiefungsgeometrie überspannenden äußeren Hüllkontur des Kontaktelementes (5) im Biegebereich und/oder kürzer ist als eine neutrale Faser des Kontaktelementes (5) im Biegebereich (7).

7. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Wicklungsdraht (4) ausschließlich in einem nach dem Biegebereich (7) angeordneten Endabschnitt fest mit dem einen Trägerkörper überragenden Abschnitt des Kontaktelementes (5) verbunden ist.

8. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vertiefungsgeometrie (9) durch Stanzen, insbesondere Umformstanzen oder Ausstanzen; hergestellt ist.

9. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vertiefungsgeometrie (9) im Übergangsbereich zur nicht vertieften Kontaktelementoberfläche einen Radius (16) aufweist.

10. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktelement (5) als Lasche ausgebildet ist.

11. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass beide Wicklungsdrahtenden an je einem die Vertiefungsgeometrie (9) aufweisenden Kontaktelement (5) elektrisch leitend festgelegt sind.

12. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass am Kontaktelement (5) eine Wicklungsdrahtführungsgeometrie (22) zur Positionierung des Wicklungsdrahtes (4) vorgesehen ist.

13. Stellvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass die Wicklungsdrahtführungsgeometrie (22) als den Wicklungsdraht (4) kraftschlüssig, vorzugsweise formschlüssig, fixierende Fixierungsgeometrie (25) ausgebildet ist.

14. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,
dass die Wicklungsdrahtführungsgeometrie (22) einem Fixierbereich, in dem der Wicklungsdraht (4) an dem Kontaktelement (5), vorzugsweise induktiv, angeschweißt oder angelötet ist, vor oder nachgeordnet ist.

Claims

1. Electromagnetic actuating apparatus (1) having a stator (2) and an actuating element that can be moved relative to a stator by a magnetic actuating force which can be produced by the stator, wherein the stator comprises a coil winding (3) and a contact element (5), and a winding wire (4) of the coil winding is passed to the metallic contact element which is curved in a bending area, and said wire is fixedly electrically conductively connected thereto,
characterized in that
in the bending area (7), the contact element (5) has a depression geometry (9) which shortens the bending path of the winding wire (4) and through which the winding wire (4) passes,
through which the winding wire is passed axially between an axial beginning and an axial end of the depression geometry in order to shorten the distance to be bridged by the winding wire in an area between the beginning and the end of the bending area,
wherein the axial extension of the depression geometry extends in the longitudinal direction of the contact element.

2. The actuating apparatus according to Claim 1,
characterized in that
the depression geometry (9) is implemented as a depression slot (18) or as a breakthrough (13) or as a recess which is open around its edge.

3. The actuating apparatus according to any one of Claims 1 or 2, characterized in that
the winding wire (4), at least in an area located before the depression geometry (9) and adjoining the depression geometry (9), and in an area located after the depression geometry (9) and adjoining the depression geometry (9), extends on an outward-directed surface (8) of the contact element (5).

4. The actuating apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that
the depression geometry (9) is either arranged centrally with respect to the lateral extension of the contact element (5) or it extends from the outside perpendicular to the longitudinal extension of the contact element (5), at least as far as the centre of the contact element (5).

5. The actuating apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that
the longitudinal extension of the depression geometry (9) is greater than its lateral extension.

6. The actuating apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that
the bending path of the winding wire (4), measured between the same axial starting and end point, is shorter than the longitudinal extension of an outer envelope contour of the contact element (5) spanning across the depression geometry in the bending area and/or is shorter than a neutral fibre of the contact element (5) in the bending area (7).

7. The actuating apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the winding wire (4) is fixedly connected to the section of the contact element (5), which projects beyond a substrate body, exclusively in an end section which is arranged after the bending area (7).

8. The actuating apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that
the depression geometry (9) is produced by punching, in particular deformation punching or stamping.

9. The actuating apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that
the depression geometry (9) has a radius (16) in the transition region to the non-depressed contact element surface.

10. The actuating apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that
the contact element (5) is implemented as a tab.

11. The actuating apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that
both ends of the winding wire are electrically conductively attached to one contact element (5) each, which comprises the depression geometry (9).

12. The actuating apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that
a winding wire guiding geometry (22) is provided on the contact element (5) for positioning the winding wire (4).

13. The actuating apparatus according to Claim 12, characterized in that
the winding wire guiding geometry (22) is implemented as a fixing geometry (25) which secures the winding wire (4) with a force fit, preferably with a positive fit.

14. The device according to any one of Claims 12 or 13, characterized in that
the winding wire guiding geometry (22) is arranged upstream or downstream of a fixing area in which the winding wire (4) is welded or soldered, preferably inductively, to the contact element (5).

Revendications

1. Actionneur électromagnétique (1) comprenant un stator (2) et un élément de réglage qui peut être ajusté par rapport au stator par une force de réglage magnétique pouvant être générée par le stator, le stator comprenant un enroulement de bobine (3) et un élément de contact (5) et un fil d'enroulement (4) de l'enroulement de bobine étant guidé vers l'élément de contact métallique cintré au niveau d'une région de flexion et étant connecté fixement, de manière électriquement conductrice, à celui-ci,
caractérisé en ce que
l'élément de contact (5) présente, dans la région de flexion (7), une géométrie de renfoncement (9) raccourcissant la distance de flexion du fil d'enroulement (4) et traversée par le fil d'enroulement (4),
à travers laquelle géométrie de renfoncement le fil d'enroulement est guidé axialement entre un début axial et une extrémité axiale de la géométrie de renfoncement pour raccourcir la distance à parcourir par le fil d'enroulement dans une région entre le début et la fin de la région de flexion,
l'étendue axiale de la géométrie de renfoncement s'étendant dans la direction longitudinale de l'élément de contact.

2. Actionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la géométrie de renfoncement (9) est réalisée sous forme de cavité de renfoncement (18) ou sous forme d'orifice (13) ou d'évidement ouvert du côté du bord.

3. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le fil d'enroulement (4), au moins dans une région située avant la géométrie de renfoncement (9) et adjacente à la géométrie de renfoncement (9), ainsi que dans une région située après la géométrie de renfoncement (9) et adjacente à la géométrie de renfoncement (9), s'étend sur une surface (8) de l'élément de contact (5) orientée vers l'extérieur.

4. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la géométrie de renfoncement (9) est disposée centralement par rapport à l'étendue en largeur de l'élément de contact (5) ou s'étend depuis l'extérieur transversalement à l'étendue longitudinale de l'élément de contact (5) au moins jusqu'au centre de l'élément de contact (5).

5. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la géométrie de renfoncement (9) présente une étendue en longueur plus grande que son étendue en largeur.

6. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance de flexion du fil d'enroulement (4), mesurée entre le même point axial de début et de fin, est plus courte que l'étendue en longueur d'un contour d'enveloppe extérieur de l'élément de contact (5) s'étendant par-dessus la géométrie de renfoncement, dans la région de flexion et/ou est plus courte qu'une fibre neutre de l'élément de contact (5) dans la région de flexion (7).

7. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fil d'enroulement (4) est connecté fixement à la portion de l'élément de contact (5) dépassant au-delà d'un corps porteur exclusivement dans une portion d'extrémité disposée après la région de flexion (7).

8. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la géométrie de renfoncement (9) est fabriquée par estampage, notamment par façonnage par estampage ou découpage par estampage.

9. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la géométrie de renfoncement (9) présente, dans la région de transition à la surface non renfoncée de l'élément de contact, un rayon (16).

10. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de contact (5) est réalisé sous forme de patte.

11. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux extrémités du fil d'enroulement sont fixées de manière électriquement conductrice à chaque élément de contact (5) présentant la géométrie de renfoncement (9).

12. Actionneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une géométrie de guidage de fil d'enroulement (22) est prévue sur l'élément de contact (5) pour positionner le fil d'enroulement (4).

13. Actionneur selon la revendication 12, caractérisé en ce que la géométrie de guidage de fil d'enroulement (22) est réalisée sous forme de géométrie de fixation (25) fixant le fil d'enroulement (4) par engagement par force, de préférence par engagement par correspondance de forme.

14. Actionneur selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que la géométrie de guidage de fil d'enroulement (22) est disposée avant ou après une région de fixation dans laquelle le fil d'enroulement (4) est soudé ou brasé, de préférence par induction, à l'élément de contact (5).

Zeichnung