DE19949930C2 - Betätigungseinrichtung mit einem elektromagnetischen Aktuator für ein Gaswechselventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung mit einem elektromagnetischen Aktuator für ein Gaswechselventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der Druckschrift DE 39 20 976 A1 ist eine Betätigungsvor­ richtung mit einem elektromagnetischen Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils in einer Brennkraftmaschine bekannt, welches mit Hilfe des Aktuators zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verstellt werden kann. Der Aktuator umfasst einen Öffnungsmagneten und einen Schließmagneten, zwi­ schen deren Polflächen ein verschieblicher Anker des Gaswech­ selventils angeordnet ist. Durch eine oszillierende Bestromung der Magnete wird abwechselnd der Öffnungs- und der Schließma­ gnet aktiviert, so dass der Anker wechselweise in Richtung des aktuell aktivierten Magneten gezogen wird. Durch die Ankerbewe­ gung wird das Gaswechselventil zwischen seiner Schließstellung und seiner Öffnungsstellung bewegt.

Zur Verminderung des Energieaufwandes und zur Vermeidung unzu­ lässig hoher Impulse beim Auftreffen des Ankers an der Polflä­ che eines Magneten ist vorgesehen, dass der Anker über zwei ge­ gensinnige Ventilfedern in einer Gleichgewichtslage zwischen den Polflächen der Magnete gehalten ist. Im Idealfall ent­ spricht die Gleichgewichtslage bei stromlosen Magneten der geo­ metrischen Mittellage zwischen den Polflächen der Magnete, so dass von jedem Magneten die gleiche Energie aufzubringen ist, um das Feder-Masse-System, bestehend aus Anker, Gaswechselventil und Ventilfedern, in Schwingungen zu versetzen bzw. um Rei­ bungskräfte zu überwinden.

In Schließstellung des Gaswechselventils liegt der Anker an der Polfläche des erregten Schließmagneten an und wird von diesem gehalten, wobei die in Öffnungsrichtung wirkende Ventilfeder gespannt wird. Zur Überführung in Öffnungsstellung wird der Schließmagnet stromlos geschaltet, zugleich wird der Öffnungs­ magnet bestromt. Der Anker wird zunächst durch die Kraft der in Öffnungsrichtung wirkenden Ventilfeder über seine Gleichge­ wichtslage hinaus beschleunigt und von der Polfläche des nun­ mehr erregten Öffnungsmagneten eingefangen und festgesetzt. Zur Überführung in Schließstellung läuft der Vorgang in umgekehrter Richtung ab.

Als Folge thermischer Dehnungen, Verschleiß, unterschiedlicher Kennlinien o. ä. kann die Gleichgewichtslage des Ankers aus der geometrischen Mittellage verschoben werden, was zur Folge hat, dass zur Verstellung des Ankers aus der Gleichgewichtslage in Richtung des Schließmagneten und in Richtung des Öffnungsmagne­ ten unterschiedlich hohe Kräfte erforderlich sind. Diese Außer­ mittenlage führt zu einem erhöhten Energieverbrauch, weil auf­ grund nichtlinear verlaufender Anziehungskräfte keine Kompensa­ tion der höheren Anziehungskraft eines Magneten durch die nied­ rigere Anziehungskraft des anderen Magneten möglich ist. Dar­ über hinaus erhöht sich der Bauteilverschleiß, weil derjenige Magnet mit geringerem Abstand zur Gleichgewichtslage des Ankers erhöhten Auftreffgeschwindigkeiten des Ankers ausgesetzt ist. Schließlich können sich durch die Verschiebung des Ankers auch Strömungsprobleme ergeben, weil durch die axiale Verstellung des Ankers und des Ventils nicht mehr sicher gewährleistet ist, dass das Ventil in Schließstellung eine dichtende Position im Ventilsitz einnimmt bzw. in Öffnungsstellung einen ausreichend hohen Strömungsquerschnitt freigibt.

Zur Korrektur der Gleichgewichtslage ist bei der Betätigungs­ vorrichtung der DE 39 20 976 A1 eine Stellschraube vorgesehen, über die der Fußpunkt einer der beiden Ventilfedern axial ver­ stellt werden kann. Hierdurch kann die Gleichgewichtslage mit der Mittenlage in Übereinstimmung gebracht werden. Diese Vor­ richtung hat jedoch den Nachteil, dass eine Justierung des Fe­ derfußpunktes nur manuell bei abgeschalteter Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann. Abweichungen der Gleichgewichtslage von der geometrischen Mittenlage, welche sich während des lau­ fenden Betriebs einstellen, insbesondere thermisch bedingte Dehnungen, können nicht berücksichtigt werden, so dass insbe­ sondere bei starker Beanspruchung und entsprechend hoher Erwär­ mung mit zunehmenden Dichtigkeits- und Verschleißproblemen zu rechnen ist.

Eine weitere Einrichtung zur Justierung der Ruhelage des Ankers zwischen den Polflächen von Schließ- und Öffnungsmagnet ist in der DE 196 31 909 A1 beschrieben worden. Bei dieser Einrichtung ist vorgesehen, dass die Induktivität der beiden Elektromagnete jeweils gemessen wird und aus einem Vergleich der Induktivi­ tätswerte die Stellung des Ankers in der Ruhelage in Bezug zu den Polflächen der Magnete abgeleitet wird. Befindet sich der Anker in Ruhelage außerhalb der geometrischen Mittellage, so ergeben sich für die Magnete unterschiedlich hohe Induktivi­ tätswerte, die für einen Soll-Ist-Vergleich zur Erzeugung eines Stellsignals herangezogen werden können, wobei die Justierung sowohl manuell als auch automatisch mit Hilfe einer Stellein­ richtung durchgeführt werden kann.

Diese Einrichtung hat den Nachteil, dass umfangreiche und auf­ wendige Regelungseinrichtungen zur Erzeugung des Stellsignals erforderlich sind.

Aus der Druckschrift DE 197 23 792 C1 ist es bekannt, die Stromaufnahme der Magnete während der Erregung zu messen, wobei aus einem Vergleich der Stromverlaufskurve für den Öffnungshub mit der Stromverlaufskurve für den Schließhub in einer elektro­ nischen Auswerteeinrichtung ein Kennwert für die Gleichge­ wichtslage des Ankers gebildet wird. Durch Vergleich dieses Kennwerts mit einem Sollwert wird die Abweichung der Gleichge­ wichtslage des Ankers aus seiner Mittellage bestimmt. Es werden daraufhin elektrische, hydraulische oder mechanische Verstell­ einrichtungen zur Kompensation dieser Abweichung aus der Mit­ tellage beaufschlagt.

Auch beim Gegenstand der DE 197 23 792 C1 sind aufwendige Mess- und Regeleinrichtungen erforderlich.

Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde mit einfachen Mitteln eine zuverlässig funktionierende Betätigungseinrichtung für ein Gaswechselventil, welches mittels eines elektromagnetischen Ak­ tuators bewegbar ist, zu schaffen. Es soll insbesondere im lau­ fenden Betrieb der Brennkraftmaschine die theoretisch sich ein­ stellende Gleichgewichtslage des Ankers zwischen den beiden Ma­ gneten mit der geometrischen Mittenlage in Übereinstimmung ge­ bracht werden.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An­ spruches 1 gelöst.

Gemäß der Neuerung ist vorgesehen, dass eine Außermittenlage des Ankers selbsttätig korrigiert wird, indem eine Zustandsän­ derung zumindest eines Magneten abgegriffen und unmittelbar der Verstelleinrichtung, über die die Mittenlage einstellbar ist, zugeführt wird. Damit ist es möglich, eine regelungsfreie Ju­ stierung des Ankers durchzuführen. Als Stellgröße wird eine Zu­ standsänderung eines oder gegebenenfalls auch beider Magnete herangezogen, wodurch der Vorteil erzielt wird, dass aufwendige Einrichtungen und Maßnahmen zur Umsetzung der Zustandsgröße in eine Stellgröße der Verstelleinrichtung entfallen können. Die sich ändernde Zustandsgröße des Magneten oder der Magnete ist unmittelbar verantwortlich für die Justierung des Ankers, indem die Zustandsänderung des Magneten auf die Verstelleinrichtung übertragen wird und die Verstelleinrichtung eine der uner­ wünschten Abweichungen der Ankerruhelage aus der Mittenlage entgegen gerichtete Korrektur durchführt.

Die Korrektur der Gleichgewichtslage des Ankers kann im laufen­ den Betrieb durchgeführt werden, so dass insbesondere durch den Betrieb der Brennkraftmaschine verursachte, auf thermische Deh­ nungen, auf Schwingungen oder sonstige Ursache zurückzuführende Abweichungen der Ankermittellage aus der Idealposition bereits während des Brennkraftmaschinenbetriebs ausgeglichen werden. Verschiebungen des Ankers werden unabhängig von der Verschiebe­ richtung korrigiert. Sowohl eine Verschiebung in Richtung des Schließmagneten als auch eine Verschiebung in Richtung des Öff­ nungsmagneten wird selbsttätig ausgeglichen.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass Messungen der Zustands­ größen des Aktuators oder des Gaswechselventils nicht mehr er­ forderlich sind, weil die Zustandsgrößenänderung des Magneten unmittelbar auf die Verstelleinrichtung übertragen wird. Auf­ wendige Messeinrichtungen können entfallen. Außerdem ist es nicht erforderlich, Maßnahmen zur Bestimmung der tatsächlichen aktuellen Gleichgewichtslage des Ankers zwischen den Polflächen der Magnete zu ergreifen, weil die Kenntnis der theoretischen Ruhelage des Ankers für die korrigierende Einstellung des An­ kers nicht erforderlich ist. Die Ruhelage muß nicht unmittelbar bestimmt werden, vielmehr reicht es aus, die Wirkungen, welche ein aus der Ruhelage verschobener Anker auf den Aktuator aus­ übt, unmittelbar für die Verstelleinrichtung heranzuziehen.

In einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung wird die Diffe­ renz der in den beiden Magneten des Aktuators auftretenden Zu­ standsänderungen für die Verstelleinrichtung genutzt. Diese Differenz ist ein Maßstab für die Abweichung des Ankers aus der Ruhelage. Zweckmäßig wird aus dem Vorzeichen der Differenz auf die Richtung der Abweichung geschlossen und diese automatisch korrigiert.

Als Zustandsänderung kann die Wärme, der Stromverbrauch, die Position und/oder der vom Anker übertragene Impuls eines Magne­ ten und/oder beider Magnete abgegriffen und als Stellgröße ein­ gesetzt werden. Diese Zustandsgrößen beschreiben das Verhalten der Magnete, wobei dieses Verhalten zur Lagekorrektur des An­ kers genutzt wird. Abweichungen in den Zustandsänderungen der beiden Magnete sind hierbei ein Maß für die Auslenkung des An­ kers aus seiner geometrischen Mittenlage. Wird die Lage des An­ kers in der Weise korrigiert, dass seine mittlere Position im Betrieb des Gaswechselventils mit der geometrischen Mittenlage übereinstimmt, so gehen die betrachteten Zustandsänderungen der Magnete wieder zurück und es wird kein weiteres, auf die Anker­ lage mittelbar oder unmittelbar korrigierend einwirkendes Stellsignal mehr erzeugt. Die Einstellung der Ankerlage funk­ tioniert in selbstjustierender Weise.

Die Verstelleinrichtung kann thermisch, elektrisch und/oder me­ chanisch ausgebildet sein. Als Bedingung für die Verstellein­ richtung ist lediglich das Erfordernis einzuhalten, dass die vom Aktuator abgegriffene Zustandsgröße in eine Korrekturbewe­ gung der Verstelleinrichtung umsetzbar ist.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführung ist die Verstel­ leinrichtung als Dehnelement ausgebildet, dem die in den Magne­ ten erzeugte Wärme entweder unmittelbar zugeführt wird, wodurch das Dehnelement eine thermisch bedingte Längung erfährt, oder dem der Strom bzw. ein Teil des Stromes eines Magneten bzw. der Differenzstrom zwischen beiden Magneten zugeführt wird, wobei der Strom im Dehnelement in Wärme umgesetzt wird, welches da­ durch eine Ausdehnung erfährt.

Die Verstelleinrichtung kann zur mittelbaren Einstellung der Ankerposition sowohl zur Lagekorrektur des Aktuators als auch zur Lagekorrektur des Gaswechselventils eingesetzt werden, wo­ bei im letzteren Fall insbesondere der Fußpunkt zumindest einer Ventilfeder verstellt wird. Sowohl bei der Verstellung des Fe­ derfußpunktes als auch bei der Verstellung eines Magneten oder beider Magnete wird die Federvorspannung der Ventilfedern in der Weise neu eingestellt, dass die Gleichgewichtslage des An­ kers mit der geometrischen Mittellage zwischen den Polflächen der Magneten identisch ist.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnun­ gen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Gaswechselventil mit elektro­ magnetischem Aktuator,

Fig. 2 ein Blockschaltbild mit den grundlegenden Verfahrens­ schritten zur Korrektur der Außermittenlage des An­ kers zwischen den Polflächen von Öffnungs- und Schließmagnet.

Die in Fig. 1 dargestellte Betätigungseinrichtung 1 zur Steue­ rung des Hubes eines Gaswechselventiles 5 in einer Brennkraft­ maschine eines Fahrzeuges, beispielsweise eines Einlassventils oder eines Auslassventils, umfasst einen Aktuator 2 mit zwei elektrisch betätigbaren Magneten, einem Öffungsmagneten 4 sowie einem Schließmagneten 3. Zwischen den einander zugewandten und beabstandeten Polflächen 7 und 8 der Magnete 3 bzw. 4 ist eine Ankerplatte 10 eines Ankers 9 in Richtung der Längs- und Bewe­ gungsachse 6 des Gaswechselventils 5 verschieblich gelagert. Der Ankerstößel des Ankers 9 beaufschlagt den Ventilschaft 11 des Gaswechselventils 5, wodurch eine Bewegung des Ankers 9 un­ mittelbar auf das Gaswechselventil 5 übertragen wird. Die Ma­ gnete 3, 4 werden abwechselnd bestromt, so dass die Ankerplatte 10 des Ankers 9 an die Polfläche 7, 8 des jeweils bestromten Magneten 3 bzw. 4 gezogen wird und das Gaswechselventil 5 zwi­ schen einer den Ventilsitz 13 gasdicht abschließenden Schließ­ stellung und einer den Ventilsitz 13 freigebenden Öffnungsstel­ lung verschoben wird. Der Magnet 4 auf der dem Ventilsitz 13 zugewandten Seite des Gaswechselventils übernimmt die Funktion des Schließmagneten, der gegenüberliegende Magnet 3 auf der dem Ventilsitz abgewandten Seite die Funktion des Öffnungsmagneten.

Das Gaswechselventil 5 wird von zwei gegensinnigen Ventilfedern 14, 15 beaufschlagt, deren Wirkrichtung koaxial zur Längsachse 6 des Gaswechselventils 5 verläuft. Die oben liegende, dem Ven­ tilsitz 13 abgewandte Ventilfeder 14 wirkt in Schließrichtung des Gaswechselventils 5, die unten liegende, dem Ventilsitz 13 benachbarte Ventilfeder 15 wirkt in Öffnungsrichtung des Gas­ wechselventils. Beide Ventilfedern stehen unter einer Vorspan­ nung, die insbesondere so gewählt ist, dass in Ruhelage - bei unbestromten Magneten 3, 4 - des Gaswechselventils 5 die Anker­ platte 10 des Ankers 9 sich in einer Gleichgewichtslage befin­ det, welche der geometrischen Mittellage zwischen den Polflä­ chen 7, 8 der Magnete 3, 4 entspricht. Jede Ventilfeder 14, 15 ist im Bereich einer Stirnseite mit einem fest am Ventilschaft 11 angeordneten Federteller 16, 17 verbunden. Die jeweils ge­ genüber liegende Stirnseite jeder Ventilfeder 14, 15 ist in ei­ nem gemeinsamen, zwischen den Federn 14, 15 liegenden Federtel­ ler 18 aufgenommen, welcher am Zylinderkopf 19 abgestützt ist, wobei der Federteller 18 zweckmäßig innerhalb gewisser Grenzen gegenüber dem Zylinderkopf 19 translatorisch in Richtung der Längsachse 6 verschiebbar ist.

Um sicherzustellen, dass die mit dem Gaswechselventil 5 verbun­ dene Ankerplatte 10 des Ankers 9 in jeder Situation während der Betätigung des Gaswechselventils im zeitlichen Mittel genau in der geometrischen Mittellage zwischen den Magneten gehalten ist, sind Verstelleinrichtungen 20, 21 vorgesehen, über die ei­ ne Lagekorrektur im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann. Eine erste Verstelleinrichtung 20 be­ aufschlagt den zwischen den Ventilfedern 14, 15 angeordneten Federteller 18 und verstellt diesen in Richtung der Längsachse 6 des Gaswechselventils nach oben oder unten, wobei die Ver­ stellmöglichkeit auf Grund der beweglichen Führung des Feder­ tellers 18 im Zylinderkopf 19 durchführbar ist. Die Verstelleinrichtung 20 bewirkt im Falle einer außermittigen Lagerung der Ankerplatte 10 zwischen den Polflächen 7, 8 eine Korrektur zurück in die geometrische Mittellage, wodurch sichergestellt wird, dass beide Magnete 3, 4 in gleicher Weise von der Anker­ platte 10 beaufschlagt werden, dass die erforderliche elektro­ magnetische Kraft von beiden Magneten identisch ist, dass der Stromverbrauch in beiden Magneten identisch ist und dass außer­ dem die Wärmeentwicklung in beiden Magneten gleich ist.

Eine zweite Verstelleinrichtung 21 befindet sich am oberen Ma­ gneten 3, welcher im Ausführungsbeispiel ebenfalls in Achsrich­ tung des Gaswechselventils verschieblich im Zylinderkopf 19 ge­ lagert ist. Über die Verstellrichtung 21 kann der Magnet 3 in Achsrichtung dahingehend verschoben werden, dass die statische Gleichgewichtslage der Ankerplatte 10 mit der geometrischen Mittellage zwischen den Polflächen 7, 8 der Magnete 3, 4 über­ einstimmt.

Es kann gegebenenfalls auch zweckmäßig sein, anstelle des obe­ ren Magneten 3 den unteren Magneten 4 verschieblich im Zylin­ derkopf zu lagern und über eine Verstelleinrichtung zu beauf­ schlagen. Gemäß einer weiteren Ausführung können auch beide Ma­ gnete verschieblich gelagert sein und entweder über eine ge­ meinsame Verstelleinrichtung oder über getrennt ausgebildete, jedoch in ihrer Funktion aufeinander abgestimmte Verstellein­ richtungen verschoben werden. Schließlich können die Verstel­ leinrichtungen an dem Magneten bzw. den Magneten und dem Feder­ fußpunkt der Ventilfedern alternativ oder gemeinsam ausgebildet und betrieben werden. Die Verstelleinrichtung 20 am Federfuß­ punkt der Ventilfedern kann in der Weise ausgebildet sein, dass entweder nur der Fußpunkt einer einzelnen Ventilfeder oder die Fußpunkte beider Ventilfedern verstellt werden.

Die Funktionsweise der selbsttätigen und selbstregulierenden Einstellung des Ankers in die geometrische Mittellage ist in Fig. 2 dargestellt. Es wird die Differenz der Zustandsänderun­ gen von Öffnungsmagnet und von Schließmagnet gebildet und diese Differenz als Stellsignal der Verstelleinrichtung zugeführt, welche in der Weise auf das System einwirkt, dass die Gleichge­ wichtslage des Ankers mit der geometrischen Mittellage des An­ kers zwischen den Magneten übereinstimmt. Eine Änderung der Gleichgewichtslage des Ankers in Richtung der geometrischen Mittellage fuhrt dazu, dass die Differenzen in den Zustandsän­ derungen der Magnete verringert werden, woraufhin eine geringe­ re Korrektur der Position des Ankers durchgeführt wird. Es han­ delt sich um ein selbstregulierendes und selbststabilisierendes System.

Wahrend einer Betätigung des Gaswechselventils durch abwech­ selnde Bestromung von Öffnungsmagnet und Schließmagnet durch­ läuft jeder Magnet aufgrund der Dynamik des Öffnungs- und Schließvorganges des Gaswechselventils dynamische Zustandsände­ rungen, die als Maßstab für die gemittelte Gleichgewichtslage des Ankers herangezogen werden. Als Zustandsänderungen können eine oder mehrere der Größen nämlich Wärmeentwicklung in den Magneten, Stromverbrauch, Lageänderung der Magnete oder Impulsübertragung auf die Magnete betrachtet werden. Darüberhinaus können aber auch weitere Zustandsänderungen berücksichtigt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird die Differenz der Zu­ standsänderungen von Öffnungsmagnet und Schließmagnet ermittelt und für die Einstellung des Ankers mittels der Verstelleinrich­ tung herangezogen.

Anstelle der Differenz der Zustandsänderungen von Öffnungsma­ gnet und Schließmagnet kann in einer weiteren Ausführung auch lediglich die Zustandsänderung eines einzelnen Magneten be­ trachtet werden. Das der Verstelleinrichtung zuzuführende Signal kann durch eine Skalierung der Zustandsänderung erzeugt werden, indem Wertebereiche für die Zustandsänderung festgelegt werden, die eine Korrektur der Anker-Gleichgewichtslage erfor­ derlich machen.

Die Verstelleinrichtung bzw. die Verstelleinrichtungen sind in der Weise ausgebildet, dass eine Zustandsänderung eines Magne­ ten bzw. die Differenz der Zustandsänderungen der beiden Magne­ te eine unmittelbare Verstellung der Verstelleinrichtung bzw. der Verstelleinrichtungen zur Folge hat, indem die Zustandsän­ derung der Magnete eine Lageänderung der Verstelleinrichtung bzw. des mit der Verstelleinrichtung gekoppelten Bauteils be­ wirkt. Hierfür wird die Zustandsänderung bzw. die Differenz der Zustandsänderung von dem einzelnen bzw. von den beiden Magneten auf die Verstelleinrichtung übertragen. In Abhängigkeit der Po­ sition der Verstelleinrichtung in Bezug auf die Lage der Magne­ te können gegebenenfalls Übertragungseinrichtungen erforderlich sein, welche in Fig. 1 mit Bezugszeichen 22, 23 bezeichnet sind. Die Übertragungseinrichtungen sind in der Weise ausgebil­ det, dass entsprechend der Art der Zustandsänderung eine physi­ kalische Übertragung von den Magneten auf die Verstelleinrich­ tung möglich ist.

Die Verstelleinrichtung kann elektrisch, thermisch, mechanisch oder in sonstiger Weise betätigbar sein. In einer bevorzugten Ausführung ist die Verstelleinrichtung als Dehnelement ausge­ bildet, dem entweder unmittelbar die Wärme eines Magneten bzw. die Wärmedifferenz beider Magnete zugeführt wird, wodurch sich eine Längenänderung des Dehnelements einstellt, die zur Korrek­ tur der Gleichgewichtslage des Ankers herangezogen wird. Auch im Falle einer elektrisch betätigbaren Verstelleinrichtung kann diese als Dehnelement ausgeführt sein, welches elektrisch be­ heizbar ist, wobei der Strom bzw. die Spannung eines Magneten bzw. beider Magnete abgegriffen wird. In diesem Fall handelt es sich bei den Übertragungseinrichtungen 22, 23 um elektrische Signalleitungen. Darüber hinaus kommen aber auch anderweitige elektrisch betätigbare Einrichtungen in Betracht.

Im Falle einer mechanischen Lagekorrektur ist die Verstellein­ richtung als vorteilhaft ausschließlich passives Bauteil ausge­ bildet, welches insbesondere identisch ist mit der im Zylinder­ kopf 19 beweglichen Lagerung eines Federfußpunktes, wobei der Federfußpunkt üblicherweise am Federteller gehalten ist. Die mechanische Verstelleinrichtung wird dadurch realisiert, dass der Federfußpunkt eine gedämpfte bzw. reibungsbehaftete Bewe­ gung gegenüber dem Zylinderkopf ausführt. Der Federfußpunkt führt eine gegenüber der Bewegung des Gaswechselventils verzö­ gerte Bewegung aus, welche insbesondere mit einer anderen Fre­ quenz ablaufen kann als die Ventilbewegung. Die reibungsbehaf­ tete bzw. die gedämpfte Bewegung des Federfußpunktes führt da­ zu, dass im Falle einer außermittigen Gleichgewichtslage der Ankerplatte zwischen den Magneten aufgrund der Lageverschiebung von Anker und Gaswechselventil der Federfußpunkt gegenüber sei­ ner idealen Ruhelage nach oben oder unten verschoben wird. Die­ se Verschiebung hat eine Zunahme der potentiellen Energie einer der beiden Ventilfedern zur Folge, was zu einer Rückstellung des Ventils und des Ankers in Richtung der geometrischen Mit­ tellage führt. Aufgrund der Frequenzunterschiede in den Bewe­ gungen des Ventils und des Federfußpunktes kann sich die Rück­ stellbewegung des Federfußpunktes über eine Mehrzahl von Hüben des Ventils hinziehen. Im zeitlichen Mittel bleibt jedoch die Gleichgewichtslage des Ankers in der geometrischen Mittellage.

Claims (14)

1. Betätigungseinrichtung mit einem elektromagnetischen Aktua­ tor für ein Gaswechselventil, mit einem Öffnungsmagneten (4) und einem Schließmagneten (3), zwischen denen ein Anker (9) a­ xial verschieblich angeordnet ist, wobei der Anker (9) mit dem Gaswechselventil (5) verbunden ist, und mit zwei gegensinnigen, das Gaswechselventil (5) in Öffnungsstellung und in Schließ­ stellung beaufschlagenden Ventilfedern (14, 15), durch die der Anker (9) im stromlosen Zustand der Magnete (3, 4) in einer Gleichgewichtslage zwischen den Magneten (3, 4) gehalten ist, und mit einer Verstelleinrichtung (20, 21) zur Einstellung der Gleichgewichtslage des Ankers (9) in einer Mittenlage zwischen den Magneten (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass eine durch eine Außermittenlage des Ankers (9) hervorgeru­ fene Zustandsänderung zumindest eines Magneten (3, 4) als Stellgröße unmittelbar der Verstelleinrichtung (20, 21) zur selbstregulierenden, ungeregelten Justierung des Ankers (9) in der Mittenlage zuführbar ist, wobei die Zustandsänderung des Magneten (3, 4) eine gleich geartete Zustandsänderung der Ver­ stelleinrichtung (20, 21) bewirkt.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zustandsänderung die Wärme eines Magneten (3, 4) abge­ griffen wird.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Zustandsänderung der Stromverbrauch eines Magneten (3, 4) herangezogen wird.

4. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Zustandsänderung die Lageänderung eines Magneten (3, 4) herangezogen wird.

5. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Zustandsänderung der auf einen Magneten (3, 4) wirken­ de, vom Anker (9) übertragene Impuls herangezogen wird.

6. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (20, 21) als Dehnelement ausgebil­ det ist.

7. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnelement elektrisch beheizbar ist.

8. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement eine mechanische Stelleinheit umfasst.

9. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz der in beiden Magneten (3, 4) auftretenden Zustandsänderungen der Verstelleinrichtung (20, 21) zuführbar ist.

10. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußpunkt zumindest einer Ventilfeder (14, 15) über die Verstelleinrichtung (20) verstellbar ist.

11. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage zumindest eines Magneten (3, 4) über die Ver­ stelleinrichtung (21) einstellbar ist.

12. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das über die Verstelleinrichtung (20, 21) einstellbare Bauteil in Stellrichtung mit Dämpfung bzw. Reibung gelagert ist.

13. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung der Verstelleinrichtung (20, 21) zur Jus­ tierung des Ankers (9) im laufenden Betrieb der Brennkraftma­ schine erfolgt.

14. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierung des Ankers (9) im zeitlichen Mittel über eine Mehrzahl von Ventilhüben erfolgt.