DE19809928C1 - Ölversorgung eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung - Google Patents
Ölversorgung eines Aktors zur elektromagnetischen VentilsteuerungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung
mit einem Stößel, mit einer unteren Führungshülse und mit einer oberen
Führungshülse zur zweifachen Lagerung des Stößels.
Ein Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung besteht im wesentlichen
aus einem Öffnermagnet und einem Schließermagnet, die durch minde
stens ein Gehäuseteil miteinander verbunden sind. Der Öffnermagnet und
der Schließermagnet sind Elektromagneten, die jeweils aus einer Spule und
einem Joch bestehen. Zwischen dem Öffnermagnet und dem Schließerma
gnet ist eine Ankerplatte aus einem ferromagnetischen Werkstoff angeord
net. Die Ankerplatte wird durch Bestromen der Spule des Öffnermagneten
oder der Spule des Schließermagneten in die jeweilige Richtung bewegt. Der
Öffnermagnet weist eine Durchführung für den Stößel auf, der die Anker
platte mit einem Aktorfederteller verbindet. Zwischen dem Aktorfederteller
und dem Gehäuseteil bzw. der Außenseite des Öffnermagneten ist eine
Aktorfeder angeordnet.
Ein Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung bildet mit einem Gas
wechselventil eine in einem Montageblock, beispielsweise in einer Brenn
kraftmaschine, angeordnete funktionelle Einheit. Der Ventilteller des Gas
wechselventils wird dabei, entsprechend einem konventionellen Zylinder
kopf mit Nockenwellen, mittels einer Ventilfeder und einem Ventilfedertel
ler über den Ventilschaft in den Ventilsitz des Zylinderkopfes gezogen.
Die Durchführung im Joch des Öffnermagneten weist eine untere Füh
rungshülse auf, die zur Führung des Stößels beim Betrieb des Aktors dient.
Die untere Führungshülse ist beispielsweise durch einen Schrumpfverbund
oder durch Einpressen in dem Joch des Öffnermagneten befestigt und ist
beispielsweise aus einem Sinterstahl gefertigt. Bei einem Aktor mit einer
derartigen, einfach ausgeführten Lagerung des Stößels muß die untere
Führungshülse relativ lang (ca. 3 cm) ausgeführt werden, um die notwendi
ge Führungsstabilität für den die Ankerplatte tragenden Stößel zu gewähr
leisten. Der Nachteil dieser langen unteren Führungshülse sind hohe Rei
bungsverluste, die zwischen dem Stößel und der unteren Führungshülse
entstehen.
Um die Reibungsverluste zwischen dem Stößel und der unteren Führungs
hülse zur reduzieren, kann anstelle einer einfachen Lagerung des Stößels
eine zweifache Lagerung des Stößels verwendet werden, wodurch die Länge
der unteren Führungshülse deutlich vermindert werden kann. Ein Aktor zur
elektromagnetischen Ventilsteuerung mit einer zweifachen Lagerung ist
beispielsweise in der DE 296 04 946 U1 beschrieben und dargestellt.
Als zweites Lager ist im Schließermagnet eine obere Führungshülse eingear
beitet, wobei der Stößel über die Ankerplatte hinaus verlängert ausgeführt
ist.
Der Nachteil eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung mit
einem zweifach gelagerten Stößel besteht in der Notwendigkeit, zur Schmie
rung und/oder Kühlung des ersten und des zweiten Lagers eine Ölversor
gung bereitzustellen. Während die untere Führungshülse des ersten Lagers
einfach über die Ölversorgung des Gaswechselventils mit versorgt werden
könnte, muß für die obere Führungshülse des zweiten Lagers eine separate
Ölversorgung bereitgestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aktor zur elektromagneti
schen Ventilsteuerung gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruch 1 anzu
geben, bei dem die Ölversorgung der oberen Führungshülse und der unte
ren Führungshülse zur Schmierung und/oder zur Kühlung über eine direkte
Ölzufuhr erfolgt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentan
spruches 1 gelöst, wobei der Stößel einen Ölkanal aufweist, der über eine
untere Bohrung im Bereich der unteren Führungshülse mit einem Drucköl
kanal verbunden ist. Zudem weist der Stößel im Bereich der oberen Füh
rungshülse eine mit dem Ölkanal verbundene obere Bohrung auf, die die
obere Führungshülse zur Schmierung und/oder Kühlung mit Öl versorgt.
Im mittleren Bereich des Stößel ist die Ankerplatte des Aktors befestigt,
wobei sich die Ankerplatte zwischen dem ersten Lager und dem zweiten
Lager des zweifach gelagerten Stößels befindet.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ölversorgung
weiterer Bestandteile der elektromagnetischen Ventilsteuerung über den
Ölkanal des Stößels erfolgt, beispielsweise die Verbindungsstelle des Stößels
und des Ventilschaftes des Gaswechselventils.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die mit
dem Ölkanal verbundene obere Bohrung des Stößels zur Bestimmung einer
definierten Durchflußmenge als Düse ausgeführt ist.
Der Aktor weist für die über die obere Bohrung an das zweite Lager abge
gebene Ölmenge eine Ölrückführung auf, wobei die Ölrückführung mit dem
Sammelbehälter eines Ölkreislaufes verbunden ist.
Die obere Führungshülse weist im Bereich der mit dem Ölkanal verbunde
nen Bohrung des Stößels eine Ausformung zur Aufnahme und zur gleichmä
ßigen Verteilung einer definierten Ölmenge auf, wobei die Ausformung
beispielsweise als eine die Innenseite der oberen Führungshülse umlaufende
Nut ausgebildet ist.
In einer letzten vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Stößel
mehrteilig ausgeführt ist. Dabei bietet es sich beispielsweise an, Stößel
im Bereich der Ankerplatte in ein oberes Teilstück und ein unteres Teilstück
zu unterteilen.
Durch den erfindungsgemäßen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteue
rung werden durch die zweifache Lagerung Reibungsverluste minimiert,
wobei die untere Führungshülse und die obere Führungshülse über den
Ölkanal im Stößel wirksam mit Öl zur Schmierung und/oder zur Kühlung
versorgt sind.
Im folgenden wird ein erfindungsgemäßer Aktor zur elektromagnetischen
Ventilsteuerung mit einem einen Ölkanal aufweisenden Stößel, der die unte
re Führungshülse und die obere Führungshülse mit Öl versorgt, anhand von
einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einer Figur dargestellt
und erläutert.
Die Figur zeigt die schematische Darstellung der funktionellen Einheit aus
einem Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung und
einem Gaswechselventil, wobei der Stößel des Aktors zweifach gelagert ist, und beide Lager über den Ölkanal des Stößels mit Öl versorgt werden.
einem Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung und
einem Gaswechselventil, wobei der Stößel des Aktors zweifach gelagert ist, und beide Lager über den Ölkanal des Stößels mit Öl versorgt werden.
In der Figur ist die aus einem Gaswechselventil GV und einem Aktor A beste
hende funktionelle Einheit zur elektromagnetischen Ventilsteuerung einer
Kolbenbrennkraftmaschine dargestellt, wobei das Gaswechselventil im Zy
linderkopf ZK und der Aktor A in einem Aktorhalter AH angeordnet sind.
Der Aktor A besteht im wesentlichen aus einem Öffnermagnet ÖM und ei
nem Schließermagnet SM mit jeweils einer Durchführung, die durch ein
Gehäuseteil GT miteinander verbunden sind. Der Öffnermagnet ÖM und der
Schließermagnet SM sind Elektromagneten, die jeweils aus einem Joch und
einer Spule bestehen. Zwischen dem Öffnermagnet ÖM und dem Schließer
magnet SM ist eine Ankerplatte AP aus einem ferromagnetischen Werkstoff
angeordnet. Die Ankerplatte AP ist mit einem Stößel S verbunden, der durch
die Durchführung des Öffnermagneten ÖM mit einem Aktorfederteller AFT
verbunden ist. Zwischen dem Aktorfederteller AFT und der Außenseite des
Öffnermagneten ÖM ist eine Aktorfeder AF angeordnet.
In die Durchführung des Jochs des Öffnermagneten ÖM ist als erstes Lager
L1 zur Führung des Stößels S eine aus einem Sinterstahl bestehende untere
Führungshülse UF eingepreßt. Zudem ist in das Joch des Schließermagneten
SM als zweites Lager L2 zur Führung des Stößels S eine ebenfalls aus einem
Sinterstahl bestehende obere Führungshülse OF eingepreßt. Das erste Lager
L1 und das zweite Lager L2 des Stößels S gewährleisten eine hohe Führungs
stabilität, wobei die untere Führungshülse UF und die obere Führungshülse
OF eine geringe axiale Höhe aufweisen, etwa jeweils eine Höhe von 1.2 cm,
wodurch Verluste durch einen hohen Reibungswiderstand des Stößels S
gegenüber der unteren Führungshülse UF und der oberen Führungshülse OF
vermieden werden.
Der Ventilteller des Gaswechselventils GV wird von einer Ventilfeder VF über
einen am Ventilschaft VS des Gaswechselventils GV befestigten Ventilfeder
teller VFT in den Ventilsitz VZ des Zylinderkopfes ZK gezogen.
In der Ruhelage einer funktionellen Einheit aus einem Gaswechselventil GV
und einem Aktor A befindet sich die Ankerplatte AP exakt in einer Mittellage
zwischen dem Öffnermagnet ÖM und dem Schließermagnet SM. Dabei sind
die Ventilfeder VF und die Aktorfeder AF vorgespannt und der Ventilteller
VT befindet sich in einer Mittelstellung zwischen dem Ventilsitz VZ und der
Position, bei der das Gaswechselventil GV vollständig geöffnet ist.
Durch die beiden einander entgegenwirkenden Federn VF, AF werden der
Ventilschaft VS des Gaswechselventils GV und der Stößel S des Aktors A fest
gegeneinander gepreßt.
Zwischen dem Ventilschaft VS des Gaswechselventils GV und dem Stößel S
des Aktors A ist eine Vorrichtung zum hydraulischen Ventilspielausgleich
HVA angeordnet, die ein stets korrektes Ventilspiel zwischen dem Gaswech
selventil GV und dem Aktor A gewährleistet.
Die Ölversorgung des hydraulischen Ventilspielausgleichs HVA erfolgt durch
einen axial in dem Stößel S eingearbeiteten Ölkanal K, der im Stößel S von
der Vorrichtung zum hydraulischen Ventilspielausgleich HVA bis zu einer
unteren Bohrung UB führt, die von der Mantelfläche des Stößels S bis zum
Ölkanal K führt.
Die untere Führungshülse UF weist eine Durchbohrung DB auf, die eine auf
der Innenseite der unteren Führungshülse UF ausgearbeitete untere Nut UN
mit einem Druckölkanal DK des Aktorhalters AH verbindet. Zusammen mit
der Mantelfläche des Stößels S bildet die untere Nut UN einen ringförmigen
Ölkanal.
Beim Betrieb des Aktors A oszilliert der Stößel S in der unteren Führungshül
se UF und in der oberen Führungshülse OF. Dabei bewegt sich die untere
Bohrung UB des Stößels S ständig im Bereich der unteren Nut UN, wobei der
Ölkanal K im Stößel S, und damit der hydraulische Ventilspielausgleich HVA,
stetig mit Öl versorgt wird. Alternativ kann die untere Nut UN mit einer
geringeren axialen Höhe ausgebildet werden, wobei der Ölkanal K nur dann
mit Öl versorgt wird, wenn die untere Bohrung UB des Stößels S die untere
Nut UN auf der Innenseite der unteren Führungshülse UF überstreicht. Die
Ölversorgung des Ölkanals K erfolgt dabei stoßweise. Somit kann über die
axiale Höhe der unteren Nut UN die an den Ölkanal K beförderte Ölmenge
bestimmt werden.
Die zur Ölversorgung des hydraulischen Ventilspielausgleichs HVA über die
Durchbohrung DB der unteren Führungshülse UF an den Ölkanal K des Stö
ßels S zugeführte Ölmenge gewährleistet die Schmierung und die Kühlung
des ersten Lagers L1, da beim Betrieb des Aktors A durch die Bewegung des
Stößels S immer eine kleine Ölmenge aus der unteren Nut UN in den Spalt
zwischen der unteren Führungshülse UF und dem Stößel S transportiert
wird.
Zur Ölversorgung des zweiten Lagers L2 mit der oberen Führungshülse OF ist
der Ölkanal K im Stößel S bis an das dem hydraulischen Ventilspielausgleich
HVA entgegengesetzte Ende des Stößels S ausgearbeitet. Im Bereich des
zweiten Lagers L2 weist der Stößel S eine zum Ölkanal K senkrechte, obere
Bohrung OB auf, die mit dem Ölkanal K verbunden ist. In dem von der obe
ren Bohrung OB beim Betrieb des Aktors A in der oberen Führungshülse OF
überstrichenen Bereich weist die obere Führungshülse OF eine obere Nut
ON auf, in die der mit dem Druckölkanal DK verbundene Stößel S Öl ein
spritzt, und über die der Stößel im Bereich des zweiten Lagers L2 von allen
Seiten gleichmäßig mit Öl zur Schmierung und zur Kühlung mit Öl benetzt
wird.
Die Einspritzung des Öls in die obere Nut ON der oberen Führungshülse OF
erfolgt dabei durch den im Druckölkanal DK herrschenden Öldruck sowie
durch die Oszillation des Stößel S.
Die Abdichtung des von der Ankerplatte AP eingenommenen Volumens im
Innenraumes des Aktors A vor dem Eindringen von Öl erfolgt über zwei
O-Ringe OR, die in zwei weiteren Nuten angeordnet sind. Die zwei O-Ringe
sind in jeweils einer weiteren Nut auf der der Ankerplatte AP zugewandten
Seite in die untere Führungshülse UF und in die obere Führungshülse OF
eingearbeitet.
An der obersten Stelle der oberen Führungshülse ist ein Ölrücklauf vorgese
hen, über den das aus dem zweiten Lager L2 entweichende Öl über einen
Sammelbehälter an den Ölkreislauf der Kolbenbrennkraftmaschine zurück
geführt wird.
Durch den beschriebenen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung
werden das erste Lager L1 und das zweite Lager L2 zuverlässig mit der zur
Schmierung und zur Kühlung benötigten Ölmenge versorgt, wobei in einfa
cher Weise weitere Bestandteile der aus einem Gas
wechselventil GV und einem Aktor A bestehenden funktionellen Einheit,
wie der hydraulische Ventilspielaus
gleich HVA, mit Öl versorgt werden.
Claims (7)
1. Aktor (A) zur elektromagnetischen Ventilsteuerung mit einem Stößel (S),
mit einer unteren Führungshülse (UF) und mit einer oberen Führungshül
se (OF) zur zweifachen Lagerung des Stößels (S), dadurch gekennzeichnet,
daß der Stößel (S) einen Ölkanal (K) aufweist, der über eine untere Boh
rung (UB) im Bereich der unteren Führungshülse (UF) mit einem Drucköl
kanal (DK) verbunden ist, und daß der Stößel (S) im Bereich der oberen Füh
rungshülse (OF) eine mit dem Ölkanal (K) verbundene obere Bohrung (OB)
aufweist, welche die obere Führungshülse (OF) zur Schmierung und/oder
Kühlung mit Öl versorgt.
2. Aktor (A) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stößel
(S) eine Ankerplatte (AP) befestigt ist, wobei sich die Ankerplatte (AP) zwi
schen dem ersten lager (L1) und dem zweiten Lager (L2) der zweifachen
Lagerung des Stößels (S) befindet.
3. Aktor (A) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ölversorgung weiterer Bestandteile der elektromagnetischen Ventil
steuerung über den Ölkanal (K) des Stößels (S) erfolgt.
4. Aktor (A) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß in der oberen Bohrung (OB) eine Düse angeordnet ist.
5. Aktor (A) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Aktor (A) zur Ableitung des der oberen Führungshülse
(OF) zugeführten Ölmenge eine Ölrückführung aufweist.
6. Aktor (A) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die untere Führungshülse (UF) und die obere Führungshülse (OF)
im Bereich der mit dem Ölkanal (K) verbundenen unteren Bohrung (UB)
Und oberen Bohrung (OB) des Stößels (S) Ausformungen (UN, ON) zur Auf
nahme und/oder gleichmäßigen Verteilung einer definierten Ölmenge
aufweisen.
7. Aktor (A) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Stößel (S) mehrteilig ausgeführt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19809928A DE19809928C1 (de) | 1998-03-07 | 1998-03-07 | Ölversorgung eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19809928A DE19809928C1 (de) | 1998-03-07 | 1998-03-07 | Ölversorgung eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=7860136
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19809928C1 (de) |
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1998
- 1998-03-07 DE DE19809928A patent/DE19809928C1/de not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: TEMIC TELEFUNKEN MICROELECTRONIC GMBH, 90411 NUERN |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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