DE19723782A1 - Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils - Google Patents
Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines GaswechselventilsInfo
- Publication number
- DE19723782A1 DE19723782A1 DE19723782A DE19723782A DE19723782A1 DE 19723782 A1 DE19723782 A1 DE 19723782A1 DE 19723782 A DE19723782 A DE 19723782A DE 19723782 A DE19723782 A DE 19723782A DE 19723782 A1 DE19723782 A1 DE 19723782A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- actuator
- valve
- magnet
- actuator according
- adjusting mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
- F01L9/21—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids
- F01L2009/2105—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids comprising two or more coils
- F01L2009/2109—The armature being articulated perpendicularly to the coils axes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Aktuator nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Elektromagnetische Aktuatoren zur Betätigung von Gaswechselven
tilen besitzen in der Regel zwei Schaltmagnete, einen Öffnungs
magneten und einen Schließmagneten, zwischen deren Polflächen
ein Anker koaxial zu einer Gaswechselventilachse des Gaswech
selventils verschiebbar angeordnet ist. Der Anker wirkt über
einen Ankerbolzen auf einen Ventilschaft des Gaswechselventils.
Bei Aktuatoren nach dem Prinzip des Massenschwingers wirkt ein
vorgespannter Federmechanismus auf den Anker. Als Federmecha
nismus dienen meist zwei vorgespannte Druckfedern, und zwar
eine obere und eine untere Ventilfeder. Die obere Ventilfeder
belastet in Öffnungsrichtung und die untere Ventilfeder in
Schließrichtung des Gaswechselventils. Bei nicht erregten
Magneten wird der Anker durch die Ventilfedern in einer Gleich
gewichtslage zwischen den Magneten gehalten.
Wird der Aktuator beim Start aktiviert, wird entweder der
Schließmagnet oder der Öffnungsmagnet kurzzeitig übererregt, um
den Anker aus der Gleichgewichtslage anzuziehen, oder es läuft
eine Anschwingroutine ab, bei der die beiden Magnete wechsel
weise angesteuert werden, um das Gaswechselventil und den Anker
in Schwingungen zu versetzen, bis der Anker von einem der
beiden Magneten eingefangen werden kann. In geschlossener
Stellung des Gaswechselventils liegt der Anker an der Polfläche
des erregten Schließmagneten an und wird von diesem gehalten.
Der Schließmagnet spannt die in Öffnungsrichtung wirkende
Gaswechselventilfeder weiter vor. Um das Gaswechselventil zu
öffnen, wird der Schließmagnet ausgeschaltet und der Öff
nungsmagnet eingeschaltet. Die in Öffnungsrichtung wirkende
Ventilfeder beschleunigt den Anker über die Gleichgewichtslage
hinaus, so daß dieser von dem Öffnungsmagneten angezogen wird.
Der Anker schlägt an die Polfläche des Öffnungsmagneten an und
wird von dieser festgehalten. Um das Gaswechselventil wieder zu
schließen, wird der Öffnungsmagnet ausgeschaltet und der
Schließmagnet eingeschaltet. Die in Schließrichtung wirkende
Ventilfeder beschleunigt den Anker über die Gleichgewichtslage
hinaus zum Schließmagneten. Der Anker wird vom Schließmagneten
angezogen, schlägt auf die Polfläche des Schließmagneten auf
und wird von diesem festgehalten.
Von Beginn an nicht berücksichtigte oder sich über der Zeit
verändernde Größen, wie beispielsweise Fertigungstoleranzen
einzelner Bauteile, Wärmedehnung unterschiedlicher Materialien,
differierende Federsteifigkeiten der oberen und der unteren
Ventilfeder, sowie Setzerscheinungen durch Alterung der Federn
usw., können dazu führen, daß die durch die Ventilfedern
bestimmte Gleichgewichtslage nicht mit einer geometrischen
Mittelposition zwischen den Polflächen übereinstimmt bzw. nicht
einen bestimmten Abstand zueinander aufweisen. Ferner können
derartige Größen bewirken, daß der Anker nicht mehr vollständig
an den Polflächen der Magnete zum Anliegen kommt, daß Spiel
zwischen dem Ankerschaft und dem Ventilschaft entsteht und/oder
daß das Gaswechselventil nicht mehr vollständig schließt.
Die von dem Schließmagneten und dem Öffnungsmagneten benötigte
Energie, auch Fangenergie genannt, den Anker von einem bestimm
ten Abstand aus anzuziehen, nimmt mit dem Abstand exponentiell
zu. Dies führt dazu, daß bei einem Anker, der beispielsweise in
Richtung des Öffnungsmagneten verschoben ist, zwar der Energie
bedarf des Öffnungsmagneten aufgrund des geringeren Abstandes
kleiner wird, jedoch der Energiebedarf des Schließmagneten
aufgrund des exponentiellen Zusammenhangs mit dem Abstand
wesentlich stärker zunimmt als sich der des Öffnungsmagnet
verringert. Der Gesamtenergiebedarf steigt an. Die durch die
Ventilfedern bestimmte optimale Gleichgewichtslage des Ankers
befindet sich daher in der geometrischen Mittelposition zwi
schen den Polflächen.
Ferner werden durch den exponentiellen Zusammenhang schnell
Abstände erreicht, bei denen der Energiebedarf unzulässig hoch
ist, so daß der Öffnungsmagnet bzw. der Schließmagnet den Anker
nicht mehr anziehen kann. Der Aktuator verliert seine Funktions
fähigkeit.
Neben dem Energiebedarf, wirkt sich die Gleichgewichtslage und
die geometrische Mittelposition auf die Steuerzeiten aus.
Verändert sich die Mittelposition zu der Gleichgewichtslage
oder umgekehrt durch Toleranzen, Wärmedehnungen usw., so
verändern sich auch die Öffnungszeit und die Schließzeit des
Gaswechselventils. Die Gaswechselventile und insbesondere die
Gaseinlaßventile sollten jedoch zeitgenau schließen und öffnen,
um eine gleichmäßige Zylinderfüllung zu erreichen und um eine
Brennkraftmaschine exakt regeln zu können.
Aus der DE 43 36 287 C1 ist ein in einem Zylinderkopf gelager
ter Aktuator mit einem Öffnungsmagneten und einem Schließmagne
ten bekannt, zwischen deren Polflächen ein Anker auf einem
Ventilschaft verschiebbar angeordnet ist. Eine obere Ventilfe
der greift auf einer einem Gaswechselventil abgewandten Seite
des Ankers und eine untere Ventilfeder greift auf einer dem
Gaswechselventil zugewandten Seite des Ankers an. Die Ventilfe
dern sind innerhalb der Magnete in Ausnehmungen angeordnet. Der
Öffnungsmagnet ist im Zylinderkopf befestigt, während der
Schließmagnet mit lösbaren Klemmelementen in Richtung einer
Gaswechselventilachse fixiert ist. Treten Längenänderungen
während des Betriebs infolge Wärmedehnungen usw. auf, werden
die Klemmelemente bei geschlossenem Gaswechselventil gelöst und
der Schließmagnet wird in Längsrichtung entsprechend verscho
ben. Anschließend werden die Klemmelemente wieder geschlossen.
Der Schließmagnet stellt sich damit nach, wodurch der Anker
stets exakt an der Polfläche anliegt. Wird der Schließmagnet in
Längsrichtung verschoben, verändert sich dadurch die geometri
sche Mittelposition zwischen den Polflächen. Die durch die
Ventilfedern bestimmte Gleichgewichtslage des Ankers bleibt
jedoch gleich und kann nicht entsprechend verändert werden.
Aus der DE 33 11 250 02 ist ein Aktuator bekannt, bei dem
ebenfalls eine obere Ventilfeder auf der dem Gaswechselventil
abgewandten Seite eines Ankers und eine untere Ventilfeder auf
der dem Gaswechselventil zugewandten Seite des Ankers angeord
net ist. Zudem hat der Aktuator einen fest in einem Gehäuse
angeordneten Öffnungsmagneten und einen verschiebbaren Schließ
magneten, der mit einem Zylinder einer pneumatischen Vorspann
einrichtung verbunden ist. Die obere Ventilfeder stützt sich
auf der einen Seite am Anker und auf der anderen Seite an einem
Kolben der Vorspanneinrichtung ab, der in dem Zylinder geführt
ist. Die aus dem Zylinder und dem Kolben bestehende Vorspann
einrichtung hat den Zweck, den Startvorgang zu erleichtern und
zudem das Auftreffen des Ankers auf der Polfläche des Schließ
magneten zu dämpfen. Hierzu ist der Zylinder mit Druckluft
füllbar.
Vor dem Betrieb des Aktuators steht der Zylinder nicht unter
Druck. Der Kolben wird durch die Ventilfedern in eine obere
Stellung gedrückt, so daß dieser an einem Zylinderboden an
liegt. Dadurch verschiebt sich die Gleichgewichtslage der
entspannten Ventilfedern in Richtung des Schließmagneten. Der
Anker liegt entweder schon vor dem Start am Schließmagneten an
oder kann durch die nahe Lage am Schließmagneten und durch die
entspannten Ventilfedern beim Start von diesem leicht angezogen
werden. Anschließend wird der Zylinder mit Druckluft beauf
schlagt. Der Kolben verschiebt sich in Richtung Gaswechselven
til, solange bis er mit dem Schließmagneten in Anschlag kommt
und spannt dabei die Ventilfedern vor. Der Gasdruck in der
Vorspanneinrichtung ist dabei höher als die maximalen Feder
kräfte der Ventilfedern.
Auftretende Längenänderungen können bei einer Ausgestaltung
über ein Längenausgleichselement ausgeglichen werden, das
zwischen dem Zylinder und einem Deckel angeordnet ist, der den
Aktuator zu der dem Gaswechselventil abweisenden Seite ab
schließt. In einer weiteren Ausgestaltung kann zusätzlich zu
einem Längenausgleichselement der Zylinder gemeinsam mit dem
Kolben und dem Schließmagneten über einen Gewindering verstellt
werden. Sieht man von der Startphase ab, bei der kurz die
Gleichgewichtslage des Ankers unabhängig von der Mittelposition
in eine Betriebsstellung gebracht wird, können bei beiden
Ausgestaltungen stets die Gleichgewichtslage und die geometri
sche Mittelposition nur gemeinsam und nicht unabhängig vonein
ander verstellt werden.
Aus der DE 39 20 976 A1 ist ein Aktuator mit einer gleichen
Ventilfederanordnung wie bei den zuvor beschriebenen Aktuatoren
bekannt. Der Öffnungsmagnet ist verschiebbar und der Schließma
gnet ist fest in einem Bauteil angeordnet. Die obere Ventilfe
der stützt sich auf der dem Gaswechselventil zugewandten Seite
am Anker und auf der dem Gaswechselventil abgewandten Seite an
einer Stellschraube ab, die in einen zweiten beweglichen Anker
geschraubt ist. Es können zwei verschiedene Arbeitshübe des
Ankers eingestellt werden, die sich durch verschiedene Abstände
zwischen den Magneten ergeben. Der größere Arbeitshub wird
erreicht, indem in einer Ausgangsstellung der zweite bewegliche
Anker gemeinsam mit der Stellschraube durch einer Spule in
Richtung Gaswechselventil gegen ein feststehendes Joch gezogen
wird, das einstückig mit einem Kern des Schließmagneten verbun
den ist. Der zweite Anker verschiebt dabei über einen Verbin
dungsbolzen den Öffnungsmagneten gegen eine Scheibe. Der
größere Arbeitshub erfordert ein erhöhtes Kraftniveau der
Magnete. Dies wird kompensiert, indem durch den Kontakt mit der
Scheibe und dem zweiten Anker die Kerne der Magnete vergrößert
werden. Wird zwischen den Arbeitshüben gewechselt, werden die
Gleichgewichtslage des Ankers und die geometrische Mittelposi
tion gemeinsam verstellt. Die Gleichgewichtslage kann zudem
unabhängig von der geometrischen Mittelposition durch Verdrehen
der Stellschraube im zweiten Anker eingestellt werden.
Ferner ist aus der DE 196 47 305.5 ein Aktuator für ein Gas
wechselventil bekannt, der schwimmend in einem Zylinderkopf
gelagert ist. Beide Ventilfedern sind auf der dem Gaswechsel
ventil zugewandten Seite des Aktuators angeordnet. Die Ventil
federn können unterhalb des Aktuators mit unterschiedlichen
Durchmessern ineinander geführt werden. Die Ventilfedern werden
nicht mehr innerhalb der Magnete geführt, wodurch die Aktuato
ren kürzer und schlanker gebaut werden können. Federteller
können für beide Ventilfedern genutzt werden. Ferner kann
günstig, von oben leicht zugänglich und auf der dem Gaswechsel
ventil abgewandten Seite des Aktuators eine Spielausgleichsein
richtung angeordnet werden. Sie muß damit nicht mit dem Anker
und dem Gaswechselventil beschleunigt werden. Die Spielaus
gleichseinrichtung gleicht sowohl positives als auch negatives
Spiel aus, indem der gesamte Aktuator in Längsrichtung verscho
ben wird. Die obere Ventilfeder stützt sich über einen Feder
teller am Öffnungsmagneten ab, wodurch mit dem Spielausgleich
die geometrische Mittelposition der Magnete und die Gleichge
wichtslage des Ankers gemeinsam verändert werden. Findet bei
denen zuvor beschriebenen Aktuatoren, bei denen nur ein Magnet
verschoben wird, eine Längenverschiebung um einen Betrag X
statt, verändert sich die geometrische Mittelposition und die
Gleichgewichtslage gleichermaßen um X/2, wenn die untere und
die obere Ventilfeder eine gleiche Federkonstante aufweisen. Im
Gegensatz hierzu ändert sich bei dem zuletzt beschriebenen
Aktuator bei einer Längenverschiebung um einen Betrag X die
geometrische Mittelposition um einen Betrag X und die Gleichge
wichtslage um einen Betrag X/2. Ferner können die geometrische
Mittelposition und das Ventilspiel nicht unabhängig voneinander
eingestellt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen kurz und schlank
bauenden Aktuator zu schaffen, bei dem die Gleichgewichtslage
des Ankers unabhängig von der geometrischen Mittelposition des
Öffnungsmagneten und des Schließmagneten einstellbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An
spruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen
werden können.
Eine schlanke und kurze Bauweise wird mit einer oberen und
einer unteren Ventilfeder erreicht, die beide auf einer einem
Gaswechselventil zugewandten Seite des Aktuators angeordnet
sind. Die obere Ventilfeder stützt sich an einem Federteller
ab, der getrennt von einem Öffnungsmagneten und einem Schließ
magneten des Aktuators durch einen Stellmechanismus axial zu
einer Gaswechselventilachse verstellbar ist. Kann ein Fußpunkt
einer Ventilfeder unabhängig von der Lage der Magnete verstellt
werden, so kann auch eine Gleichgewichtslage eines Ankers
unabhängig von einer geometrischen Mittelposition zwischen den
Magneten eingestellt werden. Dies ist erforderlich, wenn sich
nur die Mittelposition oder die Gleichgewichtslage aus einem
optimalen Bereich verschiebt, beispielsweise wenn sich nur die
Gleichgewichtslage infolge einer Federermüdung verändert und
die geometrische Mittelposition gleich bleibt bzw. aufgrund der
geometrischen Verhältnisse nicht entsprechend angepaßt werden
kann. Die Gleichgewichtslage kann stets so eingestellt werden,
daß sie sich mit der geometrische Mittelposition deckt und
damit der geringste Energiebedarf erreicht wird. Eine Wechsel
wirkung zwischen der Gleichgewichtslage und der geometrischen
Mittelposition ist jedoch zudem möglich, d. h. der Stellmecha
nismus für den Federteller ist in der Art angeordnet, daß sich
gleichzeitig die Gleichgewichtslage verändert, wenn beispiels
weise die Mittelposition aufgrund eines Spielausgleichs verän
dert wird.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie die daraus resultie
renden Vorteile sind der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh
rungsbeispielen zu entnehmen.
In der Beschreibung und in den Ansprüchen sind zahlreiche
Merkmale im Zusammenhang dargestellt und beschrieben. Der
Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln
betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammen
fassen.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils
mit einem Stellmechanismus, der als außentragender Gewindering
ausgebildet ist,
Fig. 2 einen Aktuator mit einem innentragenden Gewindering und
Fig. 3 einen Aktuator, bei dem ein Federteller für eine Ventil
feder über ein Gewinde mit dem Aktuator verbunden ist.
Fig. 1 zeigt einen elektromagnetischen Aktuator zur Betätigung
eines Gaswechselventils 1, der in einem Bauteil 2, einem
Zylinderkopf oder einem Aktuatorenträger, eingesetzt ist und
einen Öffnungsmagneten 3 und einen Schließmagneten 4 besitzt,
die mit einem Distanzring 22 fest miteinander verbunden sind.
Der Aktuator ist schwimmend in dem Bauteil 2 gelagert. Auf der
dem Gaswechselventil 1 abgewandten Seite 19 ist zwischen einem
den Aktuator nach außen abschließenden Deckel 33 und dem
Aktuator selbst eine Spielausgleichseinrichtung 14 angeordnet.
Diese ist im Schließmagneten 4 befestigt, kann Zug- und Druck
kräfte aufnehmen und bestimmt damit die Lage des Aktuators.
Möglich ist auch, daß der Öffnungsmagnet 3 fest und nur der
Schließmagnet 4 verschiebbar gelagert ist.
Zwischen Polflächen 30, 31 der Magnete 3, 4 ist ein Anker 5
koaxial verschiebbar zu einer Ventilachse 6 angeordnet, der im
Öffnungsmagneten 3 geführt und über einen Ankerbolzen 21 auf
einen in einer Ventilschaftführung 24 geführten Ventilschaft 26
des Gaswechselventils 1 wirkt. Möglich ist auch, daß der
Ventilschaft 26 und der Ankerbolzen 21 einstückig ausgebildet
sind. Auf den Anker 5 wirkt eine obere und einer untere vorge
spannte Ventilfeder 7, 8, die beide auf der dem Gaswechselven
til 1 zugewandten Seite 9 des Öffnungsmagneten 3 angeordnet
sind. Die untere Ventilfeder 7 stützt sich in Richtung des
Gaswechselventils 1 in dem Bauteil 2 und in Richtung des
Aktuators an einem Federteller 32 ab, der fest mit dem Ventil
schaft 26 verbunden ist. Die obere Ventilfeder 8 stützt sich zu
der dem Aktuator zugewandten Seite an einem Federteller 10, 15
und in Richtung des Gaswechselventils 1 an einem Federkorb 23
ab, der über Ventilkeile 20 auf dem Ankerbolzen 21 fixiert ist.
Bei nicht erregten Magneten 3, 4 wird der Anker 5 in einer
durch die Ventilfedern 7, 8 bestimmten Gleichgewichtslage
zwischen den Polflächen 30, 31 gehalten. Wird beim Start der
Aktuator aktiviert, wird der Schließmagnet 4 kurzzeitig überer
regt, um den Anker 5 aus der Gleichgewichtslage anziehen zu
können. In geschlossener Stellung des Gaswechselventils 1 liegt
der Anker 5 an der Polfläche 30 des bestromten Schließmagneten
4 an und wird von diesem gehalten. Ein Ventilteller 25 liegt an
einem Ventilsitzring 27 an und verschließt eine Verbindung zu
einem Gaswechselkanal 28. Der Schließmagnet 4 spannt die in
Öffnungsrichtung wirkende obere Ventilfeder 8 weiter vor. Um
das Gaswechselventil 1 zu öffnen, wird der Schließmagnet 4
ausgeschaltet und der Öffnungsmagnet 3 eingeschaltet. Die in
Öffnungsrichtung wirkende obere Ventilfeder 8 beschleunigt den
Anker 5 über die Gleichgewichtslage hinaus, so daß dieser von
dem Öffnungsmagneten 3 angezogen wird. Der Anker 5 schlägt an
die Polfläche 31 des Öffnungsmagneten 3 an und wird von dieser
gehalten. Um das Gaswechselventil 1 wieder zu schließen, wird
der Öffnungsmagnet 3 ausgeschaltet und der Schließmagnet 4
eingeschaltet. Die in Schließrichtung wirkende untere Ventilfe
der 7 beschleunigt den Anker 5 über die Gleichgewichtslage
hinaus zum Schließmagneten 4. Der Anker 5 wird vom Schließma
gneten 4 angezogen, schlägt auf die Polfläche 30 des Schließma
gneten 4 auf und wird von diesem gehalten. Tritt Spiel zwischen
dem Ankerbolzen 21 und dem Ventilschaft 26 auf, kommt der Anker
5 nicht mehr mit den Polflächen 30, 31 in Kontakt oder schließt
das Gaswechselventil nicht mehr vollständig, wird der Aktuator
über die Spielausgleichseinrichtung 14 entsprechend verschoben,
wodurch sich auch die geometrische Mittelposition mit ver
schiebt.
Erfindungsgemäß ist der Federteller 10 getrennt von den Magne
ten 3, 4 über einen die Magnete 3, 4 umgebenden Schiebering 16
durch einen Stellmechanismus axial zur Ventilachse 6 verschieb
bar. Befindet sich die Gleichgewichtslage des Ankers 5 nach der
Montage nicht in einer bestimmten Position, vorzugsweise in der
geometrischen Mittelposition zwischen den Polflächen 30, 31,
oder verschieben sich die Gleichgewichtslage und die Mittelpo
sition während des Betriebs zueinander, kann die Gleichge
wichtslage wieder exakt auf die Mittelposition eingestellt
werden. Durch den Schiebering 16 wird ermöglicht, daß der
Stellmechanismus von der dem Gaswechselventil 1 abgewandten
Seite 19 des Aktuators leicht zugänglich angeordnet werden
kann, wodurch ein Fußpunkt 29 der oberen Ventilfedern 8 und
damit die Gleichgewichtslage ohne Demontage des Aktuators
verstellbar ist.
Ist der Stellmechanismus von der Aktuatorbewegung entkoppelt,
indem dieser wie in Fig. 1 dargestellt als außentragender
Gewindering 13 ausgeführt ist, muß der Aktuator unabhängig vom
Federteller 10 in dem Bauteil 2 fixiert sein, damit die Gleich
gewichtslage unabhängig von der Mittelposition eingestellt
werden kann. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
in Fig. 1 mit der Spielausgleichseinrichtung 14 erreicht, die
im Schließmagneten 4 befestigt ist und Zug- und Druckkräfte
aufnehmen kann. Diesbezüglich sind noch weitere, dem Fachmann
geläufige Möglichkeiten denkbar. Der Federteller 10 wird
vorzugsweise nur durch die Druckkräfte der Ventilfedern 7, 8 an
den Schiebering 16 gedrückt.
In Fig. 2 ist eine Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei
der ebenfalls über den Schiebering 16 der Federteller 10
verschoben werden kann. Im Gegensatz zu der ersten Ausgestal
tung ist jedoch der Stellmechanismus mit dem Aktuator verbun
den, indem dieser als innentragender Gewindering 12 ausgeführt
ist. Findet ein Spielausgleich statt, indem der Aktuator bzw.
der Schließmagnet 4 verschoben wird, verschiebt sich durch die
Verbindung zwischen Stellmechanismus und Aktuator bzw. Schließ
magnet die Gleichgewichtslage in dieselbe Richtung wie die
Mittelposition. Wird nur der Schließmagnet 4 bei dem Spielaus
gleich, beispielsweise um einen Betrag X verschoben, ändert
sich die Mittelposition gleichermaßen wie die Gleichgewichtsla
ge um X/2, wenn die Ventilfedern 7, 8 gleiche Federkonstanten
besitzen. Sind der Stellmechanismus und der Aktuator bzw.
miteinander verbunden, können die Druckkräfte der Ventilfedern
7, 8 genutzt, die Lage des Aktuators zu bestimmen. Die
Spielausgleichseinrichtung 14 kann durch eine Spielausgleich
seinrichtung ersetzt werden, die nur Druckkräfte aufnimmt. In
Richtung Gaswechselventil 1 stützt sich der Aktuator bzw. der
Schließmagnet 4 über den Schiebering 16 und den Federteller 10
an den Druckkräften der Ventilfedern 7, 8 ab. Wird der Feder
teller 10 über den Stellmechanismus verschoben, verlängert bzw.
verkürzt sich sozusagen der Aktuator. Die Gleichgewichtslage
des Ankers 5 ist unabhängig von den Magneten 3, 4 auf die
genaue Mittelposition zwischen den Polflächen 30, 31 einstell
bar.
Mit dem innentragenden und außentragenden Gewindering 12, 13
kann die Gleichgewichtslage stufenlos verstellt werden. Dies
kann zudem mit ineinander gedrehten Gewindehülsen oder mit
Exzenterscheiben erreicht werden, wodurch auf ein Gewinde 34 im
Bauteil 2 bzw. am Aktuator verzichtet werden kann und die
möglicherweise auch von der Seite verstellt werden können.
Vorzugsweise werden die Gewinderinge 12, 13 und möglicherweise
auch die Gewindehülsen, Exzenterscheiben usw. mit einem zweiten
Gewindering 17 vor dem Verdrehen gesichert.
In einer erfindungsgemäßen Ausführung nach Fig. 3 ist der
Federteller 15 direkt über ein Gewinde 11 mit dem Aktuator bzw.
dem Öffnungsmagneten 3 verbunden. Anstatt einem Gewinde 11 ist
auch eine Exzenterscheibe oder dergleichen möglich. Die Gewin
deringe 12, 13 und die Schiebehülse 16 können entfallen. Der
Federteller 15 ist vorzugsweise drehfest in dem Bauteil 2
geführt, beispielsweise indem ein in Richtung des Gaswechsel
ventils 1 weisender Vorsprung 18 des Federtellers 15 am äußeren
Umfang eine Feder aufweist, über die der Federteller 15 dreh
fest in einer Nut im Bauteil 2 geführt ist. Der Aktuator ist
drehbar gelagert. Der Abstand zwischen Federteller 15 und dem
Aktuator und damit die Gleichgewichtslage des Ankers 5 kann
verstellt werden, indem der Aktuator verdreht wird. Die Gleich
gewichtslage ist auf die Mittelposition einstellbar. Möglich
ist auch, daß der Aktuator drehfest und der Federteller 15
drehbar gelagert ist. Bei dieser Ausgestaltung muß jedoch der
Federteller 15 seitlich die Magnete 3, 4 soweit in Richtung
Deckel 33 umgeben, bis dieser von einem Werkzeug erreicht und
damit verstellt werden kann.
Claims (13)
1. Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswech
selventils (1), der in einem Bauteil (2) eingesetzt ist und
sowohl einen Öffnungsmagneten (3) als auch einen Schließmagne
ten (4) besitzt, zwischen denen ein Anker (5) koaxial ver
schiebbar zu einer Ventilachse (6) angeordnet ist und eine
obere und eine untere vorgespannten Ventilfeder (7, 8) hat, die
beide auf der dem Gaswechselventil (1) zugewandten Seite (9)
des Öffnungsmagneten (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeich
net, daß sich die obere Ventilfeder (8) zum Öffnungsmagneten
(3) hin an einem Federteller (10, 15) abstützt, der axial zur
Ventilachse (6) getrennt von den Magneten (3, 4) durch einen
Stellmechanismus verstellbar ist.
2. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Aktuator schwimmend in dem Bauteil (2) gelagert ist.
3. Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Federteller (15) über ein Gewinde (11) mit dem Aktuator
verbunden ist.
4. Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Aktuator drehbar und der Federteller (15) drehfest gelagert
ist.
5. Aktuator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Federteller (10) mit dem Stellmechanismus über einen die
Magnete (3, 4) umgebenden Schiebering (16) verstellbar ist.
6. Aktuator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
Bauteil (2), in das der Aktuator eingesetzt ist, der Stellme
chanismus von der dem Gaswechselventil (1) abgewandten Seite
(19) zugänglich angeordnet ist.
7. Aktuator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Stellmechanismus mit dem Aktuator verbunden ist.
8. Aktuator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Stellmechanismus durch einen innentragenden Gewindering (12)
gebildet ist.
9. Aktuator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Stellmechanismus von dem Aktuator entkoppelt und von einer
Spielausgleichseinrichtung (14) in seiner Lage bestimmt ist.
10. Aktuator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Stellmechanismus von einem außentragenden Gewindering (13)
gebildet ist.
11. Aktuator nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stellmechanismus durch ineinander gedrehte Gewindehül
sen gebildet ist.
12. Aktuator nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stellmechanismus durch mindestens eine Exzenterscheibe
gebildet ist.
13. Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Stellmechanismus über einem zweiten
Gewindering (17) gesichert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19723782A DE19723782C2 (de) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19723782A DE19723782C2 (de) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19723782A1 true DE19723782A1 (de) | 1998-12-10 |
DE19723782C2 DE19723782C2 (de) | 2001-02-01 |
Family
ID=7831608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19723782A Expired - Fee Related DE19723782C2 (de) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19723782C2 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1076162A3 (de) * | 1999-08-13 | 2001-11-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Elektromagnetisch betätigter Ventiltrieb für ein Hubventil einer Hubkolben-Brennkraftmaschine |
DE102005061509A1 (de) * | 2005-05-06 | 2006-11-09 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Elektromagnetventil |
DE102017206007A1 (de) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | Festo Ag & Co. Kg | Druckregelventil |
CN112728193A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-30 | 兰州飞行控制有限责任公司 | 一种活门阀关紧作动器 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19610468A1 (de) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Verfahren zur lastabhängigen Steuerung der Gaswechselventile an einer Kolbenbrennkraftmaschine |
DE19631909A1 (de) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Justierung der Ruhelage des Ankers an einem elektromganetischen Aktuator |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3311250C2 (de) * | 1983-03-28 | 1985-08-01 | FEV Forschungsgesellschaft für Energietechnik und Verbrennungsmotoren mbH, 5100 Aachen | Vorrichtung zur elektromagnetischen Betätigung eines Gaswechselventils für Verdrängungsmaschinen |
DE3920976A1 (de) * | 1989-06-27 | 1991-01-03 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtung |
DE4336287C1 (de) * | 1993-10-25 | 1995-03-02 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung zur elektromagnetischen Betätigung eines Gaswechselventils |
DE19647305C1 (de) * | 1996-11-15 | 1998-02-05 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung zur elektromagnetischen Betätigung eines Gaswechselventils |
-
1997
- 1997-06-06 DE DE19723782A patent/DE19723782C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19610468A1 (de) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Verfahren zur lastabhängigen Steuerung der Gaswechselventile an einer Kolbenbrennkraftmaschine |
DE19631909A1 (de) * | 1995-08-08 | 1997-02-13 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Justierung der Ruhelage des Ankers an einem elektromganetischen Aktuator |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1076162A3 (de) * | 1999-08-13 | 2001-11-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Elektromagnetisch betätigter Ventiltrieb für ein Hubventil einer Hubkolben-Brennkraftmaschine |
DE102005061509A1 (de) * | 2005-05-06 | 2006-11-09 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Elektromagnetventil |
US7588229B2 (en) | 2005-05-06 | 2009-09-15 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Electromagnetic valve |
DE102017206007A1 (de) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | Festo Ag & Co. Kg | Druckregelventil |
DE102017206007B4 (de) | 2017-04-07 | 2023-06-15 | Festo Se & Co. Kg | Druckregelventil |
CN112728193A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-30 | 兰州飞行控制有限责任公司 | 一种活门阀关紧作动器 |
CN112728193B (zh) * | 2020-12-25 | 2022-07-05 | 兰州飞行控制有限责任公司 | 一种活门阀关紧作动器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19723782C2 (de) | 2001-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3024109C2 (de) | ||
DE3311250C2 (de) | Vorrichtung zur elektromagnetischen Betätigung eines Gaswechselventils für Verdrängungsmaschinen | |
EP0405187B1 (de) | Elektromagnetisch arbeitende Stelleinrichtung | |
EP2685145A2 (de) | Ventil | |
DE19728479C2 (de) | Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator | |
DE19953788A1 (de) | Elektromagnetischer Aktuator | |
DE19750228C1 (de) | Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator | |
EP1069285B1 (de) | Elektromagnetisch betätigbare Stellvorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils mit Federschachtelung | |
DE19723782C2 (de) | Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils | |
DE19607019A1 (de) | Vorrichtung zur elektromagnetischen Betätigung eines Gaswechselventiles für Verbrennungsmotoren | |
EP1105626B1 (de) | Vorrichtung zum betätigen eines gaswechselventils | |
DE19737789C1 (de) | Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator | |
DE19747009C2 (de) | Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils | |
DE19935871C2 (de) | Vorrichtung mit zumindest einem elektromagnetischen Aktuator zum Betätigen eines Gaswechselventils und ein Verfahren zu deren Betreibung | |
DE19832388C1 (de) | Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator | |
DE19818587C1 (de) | Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator | |
DE19900953C2 (de) | Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils | |
DE10003930C1 (de) | Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils | |
DE10251043A1 (de) | Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils | |
DE19737967A1 (de) | Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator | |
DE4235508A1 (de) | Analog-Stellmagnet, insbesondere für Analog-Magnetventile | |
DE69123983T2 (de) | Magnetventil mit hammerwirkung zum schnellen öffnen und schliessen des ventils | |
DE19831250C1 (de) | Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator | |
DE19838929A1 (de) | Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator | |
DE19901068A1 (de) | Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |