DE19955054A1

DE19955054A1 - Electromagnetic actuator with torsion spring connected to lever by tube and extending partly into tube

Info

Publication number: DE19955054A1
Application number: DE19955054A
Authority: DE
Inventors: Heinz Leiber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2000-08-17

Abstract

Electromagnetic actuator has movable armature (17) with lever (1), supporting armature or forming armature, connected to rotatable tube (2). Spring (16) acts on lever or armature to bring lever or armature to intermediate location without energizing current.Movement of armature causes valve (6) of a combustion engine to be driven. Spring is torsion spring (16) connected with tube or part of lever or actuator and spring runs partly into tube

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Antrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to an electromagnetic drive with the features of Preamble of claim 1.

Ein derartiger Antrieb ist aus der DE 196 28 860 A1 bekannt.Such a drive is known from DE 196 28 860 A1.

Das oberste Ziel bei der Auslegung solcher Antriebe besteht darin, möglichst geringe Verluste im Luftspalt und im Eisenkreis der Elektromagnete und ein möglichst gerin ges Gewicht der beweglichen Masse zu erreichen.The primary goal when designing such drives is to minimize them Losses in the air gap and in the iron circle of the electromagnets and one as small as possible total weight of the moving mass.

Der eingangs genannte Stand der Technik bildet deshalb den Anker als schwenkbaren Ankerhebel aus. Zusätzlich wird dort das Verhältnis des Abstands des Ankerzentrums vom Schwenkpunkt des Hebels zu dem Abstand der Einwirkung auf das anzutreibende Element vom Schwenkpunkt kleiner 1 gewählt. Schließlich ist in der DE 196 28 860 A1 ein schwenkbar gelagertes Rohr vorgesehen, mit dem der Ankerhebel verbunden ist.The above-mentioned prior art therefore forms the anchor as swivel armature lever. In addition there is the ratio of the distance the anchor center from the pivot point of the lever to the distance of the action selected on the element to be driven from the pivot point less than 1. Finally is in DE 196 28 860 A1 a pivotally mounted tube is provided with which the Anchor lever is connected.

Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine besonders günstige Lagerung für den Anker und eine günstige Unterbringung wenigstens von Teilen der Federkräfte zu schaffen. In this prior art, the invention is based on the object particularly favorable storage for the anchor and cheap accommodation to create at least parts of the spring forces.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnende Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, wobei die Ausbildung der Magnete und des Ankers als langer Magnet gemäß Anspruch 9 von besonderer Bedeutung ist.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. The subclaims contain advantageous developments of the invention, the Formation of the magnets and the armature as a long magnet according to claim 9 of is of particular importance.

Die DE 196 28 860 A1 beinhaltet ein System mit Ankerhebel, bei dem der Drehstab zugleich als Lagerstelle für den Ankerhebel verwendet wird. Dabei erfährt der Drehstab eine zusätzliche Biegebelastung. Insbesondere bei der Dimensionierung eines langen Magneten mit entsprechend langem Anker ist dies kritisch; erfindungsgemäß wird deshalb der Anker über einen oder mehrere Ankerhebel mit dem Rohr verbunden, welches beidseitig gelagert ist und die Lagerkräfte aufnimmt. Der Drehstab befindet sich im Inneren des Rohres und ist völlig entlastet von zusätz lichen Biegekräften.DE 196 28 860 A1 contains a system with an anchor lever in which the torsion bar is also used as a bearing for the anchor lever. The Torsion bar an additional bending load. Especially when dimensioning a long magnet with a correspondingly long armature is critical; According to the invention, the anchor is therefore connected to one or more anchor levers connected to the tube, which is supported on both sides and absorbs the bearing forces. The torsion bar is located inside the tube and is completely relieved of additional bending forces.

Wenn die Antriebskräfte durch extrem kleine Flugzeiten sehr hoch bemessen wer den, reicht aus Gründen der begrenzten Dauertorsionsfestigkeit ein Drehstab nicht mehr aus. Alternativ kann wie erwähnt eine Druck- oder Zugfeder parallel geschaltet werden, was allerdings höhere effektive Massen bedeutet. Als Alternative kann auch ein oder mehrere parallel geschalteter, weiterer Drehstab verwendet werden. Dabei kann dessen Kraft auf die Ventilankoppelung über ein Gelenk oder eine Blattfeder übertragen werden. Diese Lösung hat eine Reduzierung der beweglichen Massen als Vorteil.When the driving forces are very high due to extremely short flight times a torsion bar is not sufficient due to the limited permanent torsional strength more out. Alternatively, as mentioned, a compression or tension spring can be connected in parallel be, which means higher effective masses. As an alternative, too one or more additional torsion bars connected in parallel can be used. Here its force can be applied to the valve coupling via a joint or a leaf spring be transmitted. This solution has a reduction in moving masses as an advantage.

Um die getrennte, beidseitige Lagerung des zweiten Drehstabes einzusparen, kann dieser über ein Verbindungsglied zum Rohr des ersten Drehstabes gelagert werden. Für die Ausbildung des Antriebs mit langen Magneten und langem Anker sprechen folgende Überlegungen. Grundsätzlich wird die Ankermasse bestimmt durch die An forderungen nach maximaler Kraft. Die begrenzende Größe ist hier die Kraftflußdich te im Eisenkreis, bei der Sättigung eintritt. Die Ankerdimensionierung wird bestimmt durch die gesamte Jochbreite und die Jochlänge. Die gesamte Jochbreite wird wie derum bestimmt durch den Abstand zwischen den beiden Schenkeln, der nach den Gesichtspunkten von magnetischen Streuungsverlusten dimensioniert wird. Insge samt soll die gesamte Jochbreite möglichst klein gehalten werden. Die Ankerdicke entspricht ungefähr der Breite des Jochschenkels. Nun ist eine Optimierung des An kergewichts dadurch möglich, daß die Jochbreite möglichst schmal gewählt wird bei möglichst großer Jochtiefe. Zur Minimierung des Gewichtes kommt hier ein Verhält nis von Jochtiefe zur gesamten Jochbreite zustande, welches außergewöhnlich ist für Magnete. Herkömmliche Magnete werden in der Regel so dimensioniert, daß etwa ein quadratisches Verhältnis von Breite zur Länge entsteht. Um minimales An kergewicht zu erreichen wird bei der Erfindung, ein Verhältnis gewählt, welches jen seits des Faktors 1,5, insbesondere größer 2 vorzugsweise größer 3 ist. Es entsteht hier ein relativ langer und dünner Anker, der entsprechend gelagert werden muß. Durch die Dimensionierung eines langen Magneten läßt sich der Magnet überdimen sionieren, was besondere Vorteile hat, z. B. für den Öffnungsmagnet, das Auslaß ventil oder Schließmagnet des Einlaßventils, welche die Gaskräfte zu überwinden haben.In order to save the separate, bilateral mounting of the second torsion bar, can this can be stored via a connecting link to the tube of the first torsion bar. Speak for the design of the drive with long magnets and long armature following considerations. The anchor mass is basically determined by the An demands for maximum strength. The limiting size here is the power flow in the iron circle where saturation occurs. The anchor dimensioning is determined through the entire width and length of the yoke. The entire yoke width will be like therefore determined by the distance between the two legs, which according to the Aspects of magnetic scattering losses is dimensioned. Total together, the entire yoke width should be kept as small as possible. The anchor thickness corresponds approximately to the width of the yoke leg. Now is an optimization of the To weight possible that the yoke width is chosen as narrow as possible at greatest possible yoke depth. There is a ratio here to minimize the weight from yoke depth to the entire yoke width, which is exceptional for magnets. Conventional magnets are usually dimensioned so that a square ratio of width to length arises. To minimal on To achieve kergewicht is chosen in the invention, a ratio that that on the factor of 1.5, in particular greater than 2, preferably greater than 3. It arises here a relatively long and thin anchor, which must be stored accordingly. By dimensioning a long magnet, the magnet can be dimmed sion, which has special advantages, z. B. for the opening magnet, the outlet valve or closing solenoid of the inlet valve, which overcome the gas forces to have.

Neben der Längenausdehnung des Ventils und des Zylinderkopfes muß das System justierbar sein auf relativ große Toleranzen des Ventils, des Ventilsitzes, des Zylin derkopfes und des Gehäuses des Antriebs. Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Gehäuse um die Drehachse des Ankerrohres oder auch des Drehstabes drehbar ist. Das Gehäuse liegt in einem Lagerbett und wird über ein federndes Gegenlager fixiert. Die Justage erfolgt z. B. durch zwei Muttern, wobei eine Mutter den sogenannten Amboß darstellt und zur Einstellung verstellt wird und die zweite Mütter zur Feststellung verwendet wird.In addition to the linear expansion of the valve and the cylinder head, the system be adjustable to relatively large tolerances of the valve, the valve seat, the cylinder derkopfes and the housing of the drive. For this purpose, according to the invention proposed that the housing about the axis of rotation of the anchor tube or the Torsion bar is rotatable. The housing is in a storage bed and is about one resilient counter bearing fixed. The adjustment is done e.g. B. by two nuts, wherein a mother represents the so-called anvil and is adjusted for adjustment and the second mothers is used for the determination.

Eine Weiteroptimierung besteht in einer Gestaltung des Magnetkreises in der Art, daß kernorientiertes Material eingesetzt werden kann, welches kostengünstig ist und erst bei Kraftflußdichten von in der Gegend um 1,9 Teslar in die Sättigung kommt. Normales Magnetmaterial weist bei beginnender Sättigung eine Kraftflußdichte von 1,4 Teslar auf. Damit ist eine erhebliche Kraftsteigerung pro Flächeneinheit möglich, was kleinere Magnete und geringere Ankermassen zur Folge hat.Further optimization consists in designing the magnetic circuit in such a way that core-oriented material can be used, which is inexpensive and only at force flux densities of around 1.9 Teslar in the saturation comes. Normal magnetic material shows when saturation begins a force flux density of 1.4 Teslar. This is a significant increase in power pro Area unit possible, which means smaller magnets and lower anchor masses Consequence.

Ein langer Magnet mit großer Polfläche hat aber Nachteile in der Induktivität und da mit dem Zeitverhalten. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Jochschenkel zu teilen und zwei Spulen einzusetzen. Die beschriebene Bauform des langen Magneten hat außerdem den Vorteil, daß die Baubreite relativ gering ist, was wiederum einen relativ niedrigen Zylinderkopf erlaubt. Ein kostentreibender Faktor ist die Spulenauslegung. Oft wird zum Einbringen der Spule in den Magnetkreis das Joch geteilt, was an den Stoßstellen Verluste bedeutet. In der erfindungsgemäßen Ausführung werden die Spulen so gestaltet, daß sie in dem Fenster zwischen den beiden Jochschenkeln eingeführt werden können. Dementsprechend ist die maximale Breite bemessen.A long magnet with a large pole area has disadvantages in inductance and there with the time behavior. It is therefore proposed according to the invention that Split yoke legs and insert two coils. The described design of the Long magnets also has the advantage that the width is relatively small, which again allowed a relatively low cylinder head. It is a cost-driving factor the coil design. Often this is used to insert the coil into the magnetic circuit Yoke divided, which means losses at the joints. In the invention Execution, the coils are designed so that they are in the window between the both yoke legs can be inserted. Accordingly, the dimensioned maximum width.

Ein besonderes Problem, stellen die Anforderungen an kleine Zeitkonstanten bei relativ großen Magneten mit entsprechender Induktivität dar. Eine kleine Zeitkonstante ist erforderlich zur Stellungsregelung, damit erreicht wird, daß das Ventil mit kleiner Geschwindigkeit aufsetzt. Dazu ist es notwendig, daß der Magnetkreis schnell auf die entsprechenden Regelsignale reagiert. Das wird dadurch gelöst, daß wie oben erwähnt durch die Jochunterteilung mehrere Spulen verwendet und parallel geschaltet werden. Es können zum Beispiel jeweils vier Spulen vorgesehen sein, die durch Parallelschaltung zusammen geschaltet sind. Da diese Spulen im Vergleich zu einer Spule die selbe Zeitkonstante haben, ist bei vier Spulen in weniger als einem Viertel der Zeit die notwendige Durchflutung erreicht. Die Aufgabe der Magnete ist, einmal das Aufbringen der Hubarbeit zur Abdeckung der mechanischen und der Gasverluste. A particular problem is caused by the requirements for small time constants relatively large magnets with appropriate inductance. A small one Time constant is required for position control in order to ensure that the Valve attaches at low speed. For this it is necessary that the Magnetic circuit reacts quickly to the corresponding control signals. It will solved that, as mentioned above, used several coils due to the yoke subdivision and be connected in parallel. For example, four coils can be used be provided, which are connected together by parallel connection. This one Coils compared to a coil that have the same time constant is with four coils reaches the necessary flow in less than a quarter of the time. The The task of the magnets is to apply the lifting work to cover the mechanical and gas losses.

Andererseits soll durch den Anker in seinen Endstellungen eine geschlossene oder eine offene Ventilstellung erreicht werden. Über 70 Prozent des Arbeitstaktes wird für die Schließstellung benützt. Um die notwendige Halteenergie klein zu halten wird der Spulenstrom getaktet. Es kann aber auch eine gesonderte Haltespule verwendet werden. Durch diese Haltespule mit entsprechend großer Windungszahl läßt sich die Halteenergie, d. h. die Leistung drastisch reduzieren. Um die Wärmeabfuhr günstig zu gestalten sind die Spulen relativ dünn und durch die Vorteile des langen Magneten mit relativ großer Oberfläche versehen. Zusätzlich können Füllstücke zwischen Joch und Spulenkörper zur besseren Wärmeabfuhr eingebracht werden. Diese Füllstücke können lamelliert und aus gut wärmeleitenden Material sein, aber es kann auch Magnetmaterial zur Reduzierung der Eisenverluste verwendet werden. Es ist auch eine Kombination von beiden Möglichkeiten gegeben. Die Spulen sind vorzugsweise in den Grundkörper eingebettet, sie können fallweise auch dort eingegossen werden.On the other hand, a closed or an open valve position can be reached. Over 70 percent of the work cycle is used for the closed position. To keep the necessary holding energy small the coil current is clocked. However, a separate holding coil can also be used become. This holding coil with a correspondingly large number of turns allows the Holding energy, d. H. drastically reduce performance. To heat dissipation favorably to design the coils are relatively thin and the advantages of the long Provide magnets with a relatively large surface. In addition, filler pieces between the yoke and the coil body for better heat dissipation. These fillers can be laminated and made of a good heat-conducting material, however Magnetic material can also be used to reduce iron loss. There is also a combination of both options. The coils are preferably embedded in the base body, you can also use it there be poured in.

Ein großes Problem besteht in der Beherrschung der unterschiedlichen Längenaus dehnungen, die Zylinderkopf und Ventil während der Aufheizung erfahren. Nach dem Stand der Technik werden häufig hydraulische Elemente zum Spielausgleich einge setzt oder Magnete mit großen Luftspalt verwendet. Die hydraulischen Spielausgleichelemente sind sehr aufwendig und sind im Spielausgleich begrenzt, da sonst die Gefahr besteht, daß der Antrieb außerhalb seiner Mittellage betrieben wird. Es kann jedoch auch eine Überhubfeder nach dem eingangs erwähnten Stand der Technik verwendet werden. Bei zusätzlicher Verwendung einer Temperaturkompensation im Gehäuse oder im Ventil ist der Überhub relativ gering, z. B. auf wenige Zehntel beschränkt und wirkt sich bei einem relativ kleinen Übersetzungsverhältnis vom Magnet zur Ventilachse nicht sehr stark auf die Halteenergie aus. Diese Überhubfeder hat den Vorteil, daß beim Aufsetzen, d. h. Schließen des Ventils im Wesentlichen nur die Ventilmasse als Stoßbelastung wirkt. Durch die Überhubfeder ist die restliche Masse abgekoppelt. Vorzugsweise wird die Überhubfeder so gestaltet, daß ein Großteil der Massenanteile auf kleinem Hebelarm sitzt und damit nicht direkt in die effektive Masse eingeht. Gleichzeitig kann der Magnet auf kleineren Restluftspalt gefahren werden. Der Restluftspalt muß so groß bemessen werden, daß er auftretenden Ven tilverschleiß und eine Temperaturausdehnung verkraftet, ohne daß der Anker voll aufliegt. Wenn der Anker aufläge bevor das Ventil schließt, wäre keine Ventildichtheit gegeben.One major problem is mastering the different lengths strains experienced by the cylinder head and valve during heating. After this State of the art, hydraulic elements are often used to compensate for play sets or uses magnets with a large air gap. The hydraulic Game compensation elements are very complex and are limited in game compensation, otherwise there is a risk that the drive will operate outside of its central position becomes. However, an overtravel spring according to the state mentioned at the beginning can also be used of technology can be used. When using an additional Temperature compensation in the housing or in the valve, the overstroke is relatively small, e.g. B. limited to a few tenths and affects a relatively small Gear ratio from the magnet to the valve axis is not very strong on the Holding energy off. This overtravel spring has the advantage that when putting it on,. H. Closing the valve essentially only the valve mass acts as a shock load. The remaining mass is due to the overtravel spring uncoupled. Preferably, the overtravel spring is designed so that a large part of the Mass shares sit on a small lever arm and therefore not directly in the effective Mass comes in. At the same time, the magnet can move to a smaller residual air gap become. The residual air gap must be dimensioned so large that it occurs Ven til wear and a temperature expansion coped without the anchor full lies on. If the armature supported before the valve closes, there would be no valve leakage given.

Zur Übertragung der Antriebskraft vom Anker auf das Ventil gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die geringste Magnetkraft und bewegte Massen und damit auch Energie erfordert eine direkte Ankopplung des Ventils an die Ankerbewegung.There are various ways of transmitting the driving force from the armature to the valve Possibilities. The lowest magnetic force and moving masses and therefore also Energy requires a direct coupling of the valve to the armature movement.

Es ist jedoch auch möglich, das Ventil über eine eigene, konventionelle Ventildruck feder zu entkuppeln. Hierbei kann die Torsionsfeder und eine Zug- oder Druckfeder die notwendige Gegenkraft liefern. Diese Lösungen bieten Vorteile in der Montage, sind aber nachteilig wegen größeren bewegten Massen, höheren Magnetkräften und höherem Energiebedarf.However, it is also possible to use the valve's own conventional valve pressure uncouple spring. Here, the torsion spring and a tension or compression spring provide the necessary counterforce. These solutions offer advantages in assembly, but are disadvantageous because of larger moving masses, higher magnetic forces and higher energy requirements.

Anhand der Ausführungsbeispiele wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.Based on the embodiments, the invention with reference to the Drawings explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines elektromagnetischen Antriebs, Fig. 1 is a side view of an electromagnetic drive,

Fig. 1a ein Detail der Fig. 1, Fig. 1a shows a detail of Fig. 1,

Fig. 2a und 2b den Aufbau und die Lagerung des Ankers, FIGS. 2a and 2b the structure and the bearing of the armature,

Fig. 3 den elektromagnetischen Antrieb der Fig. 1 in perspektivischer Darstellung, Fig. 3 shows the electromagnetic drive of Fig. 1 in a perspective view;

Fig. 4 die Aufteilung der Joche eines Elektromagneten Fig. 5. 5a und 5b alternative Antriebsmöglichkeiten für den Ventilschaft, Fig. 4 shows the division of the yoke of an electromagnet Fig. 5. 5a and 5b, alternative drive options for the valve stem,

Fig. 6 und 7 besondere Ankerausbildungen, FIGS. 6 and 7 special anchor formations,

Fig. 8a bis e verschiedene Anordnungen mit zwei Torsionsfedern und Fig. 8a to e different arrangements with two torsion springs and

Fig. 9 eine weitere Variante des Aufbau eines elektromagnetischen Antriebs. Fig. 9 shows another variant of the structure of an electromagnetic drive.

In Fig. 1 ist ein Ankerhebel 1 mit einem Rohrstück 2 verbunden. Er überträgt die Kräfte zur Betätigung des Ventils über eine Überhubfeder 3 auf das Lagerge häuse 1f mit einem Lager 4 auf den Ventilschaft 6. Der Ventilschaft weist zwei bieg same Ventilschaftteile 6a und 6b auf. Die Überhubfeder 3 benötigt eine Vorspan nung; diese kann über ein Einstellstück, zum Beispiel einen Exzenter 5, eingestellt werden. Ein zweiter Anschlag 5a begrenzt den Überhub. Die Funktion der Überhub feder ist in dem eingangs genannten Stand der Technik näher beschrieben.In Fig. 1, an anchor lever 1 is connected to a pipe section 2 . It transmits the forces for actuating the valve via an overtravel spring 3 to the Lagerge housing 1 f with a bearing 4 on the valve stem 6 . The valve stem has two flexible valve stem parts 6 a and 6 b. The overtravel spring 3 requires a preload; this can be set using an adjusting piece, for example an eccentric 5 . A second stop 5 a limits the overstroke. The function of the overtravel spring is described in more detail in the prior art mentioned above.

Die Magnetsysteme bestehen aus einem Schließmagneten 7 und einem Öffnungs magneten 8. In dem Ausführungsbeispiel ist der Öffnungsmagnet 8 größer als der Schließmagnet ausgebildet, weil er beim Auslaßventil zum Öffnen eine größere Hu barbeit für die Überwindung der Gaskräfte erzeugen muß. Die beiden Magnetjoche 7c sind einteilig ausgebildet und aus kernorientiertem Material gefertigt, welches geringe Eisenverluste bei großen Kraftflußdichten ermöglicht. In der Zone 7a und 8a hat das Joch eine Aufspreizung auf größere Querschnitte. In den Jochschenkeln kann mit einem kleineren Querschnitt und der kernorientierten optimalen Flußrichtung gearbeitet werden. Die Magnete besitzen je zwei Doppelspulen 9 und 10. Diese Doppelspulen sind pro Jochschenkel zweimal vorhanden, weil das Joch geteilt ist und sie sind parallel geschaltet, um eine geringere Induktivität zu ermöglichen und damit ein schnelleres Zeitverhalten zu erhalten.The magnet systems consist of a closing magnet 7 and an opening magnet 8 . In the exemplary embodiment, the opening magnet 8 is formed larger than the closing magnet, because it has to produce a larger working stroke for overcoming the gas forces in the outlet valve for opening. The two magnet yokes 7 c are formed in one piece and made of core-oriented material, which enables low iron losses with large force flux densities. In zones 7 a and 8 a, the yoke has an expansion to larger cross sections. A smaller cross-section and the core-oriented optimal flow direction can be used in the yoke legs. The magnets each have two double coils 9 and 10 . These double coils are present twice per yoke leg because the yoke is divided and they are connected in parallel in order to enable a lower inductance and thus to obtain a faster time behavior.

Fig. 4 zeigt die Jochgestaltung mit einem unterteilten und einem geschlossenen Schenkel. Die unterteilten Schenkelteile werden von zwei Doppelspulen umfaßt. Hierzu können eine oder auch zwei Endstufen verwendet werden. Die Spulen 13d und 13e werden parallel geschaltet. Es ist jedoch auch denkbar, daß diese ganz oder teilweise zur Abbremsung des Ankers kurz geschlossen werden. Fig. 4 shows the yoke design with a divided and a closed leg. The divided leg parts are surrounded by two double coils. One or two power amplifiers can be used for this. The coils 13 d and 13 e are connected in parallel. However, it is also conceivable that all or part of these are briefly closed to brake the armature.

Auf dem nicht unterteilten Schenkel 7c des Joches 7b ist eine Haltespule 13c unter gebracht.On the non-divided leg 7 c of the yoke 7 b, a holding coil 13 c is placed under.

Die Magnete 7 und 8 sind jeweils über einen Zentrierstift 12 fixiert. Dieser ragt beid seitig in zwei Gehäuseplatten hinein, von denen nur die hintere Platte 13 sichtbar ist. Die Magnete werden über relativ lange Bolzen 14 verspannt, wobei der Bolzen zwischen den Jochen nicht magnetisch sein darf. Die Verspannung erfolgt nachdem das Magnetjoch auf den Anker angepaßt ist, damit homogene Luftspalte entstehen. Eine bessere Wärmeableitung für die Magnetspulen erfolgt durch eine entsprechende Formgestaltung der Platten. Damit beidseitig eine gute Wärmeabführung erfolgt, werden die Spulen von entsprechenden Erhebungen bzw. Füllstücke 15 der Grundplatten 13 und 13a begrenzt. The magnets 7 and 8 are each fixed via a centering pin 12 . This protrudes on both sides into two housing plates, of which only the rear plate 13 is visible. The magnets are clamped over relatively long bolts 14 , the bolt between the yokes not being magnetic. The bracing takes place after the magnetic yoke is adapted to the armature so that homogeneous air gaps are created. A better heat dissipation for the magnetic coils is achieved by designing the plates accordingly. So that good heat dissipation takes place on both sides, the coils are limited by corresponding elevations or filler pieces 15 of the base plates 13 and 13 a.

Der gesamte Antrieb ist beidseitig in Lagerschalen bestehend aus Stegen 20 des Aktuatorkastens 21 gelagert. Dieser Steg ist hinter dem Magneten 8 gestrichelt dargestellt. Das Gegenlager wird durch entsprechende Aussparungen in dem Ge häuse gebildet.The entire drive is supported on both sides in bearing shells consisting of webs 20 of the actuator box 21 . This web is shown in dashed lines behind the magnet 8 . The counter bearing is formed by corresponding recesses in the Ge housing.

Das federnde Gegenlager 22 wird mit zwei Schrauben 23 am Aktuatorkasten 21 be festigt. In diesem Aktuatorgehäuse sind alle Antriebe einer Zylinderbank untergebracht.The resilient counter bearing 22 is fastened to the actuator box 21 with two screws 23 . All drives of a cylinder bank are housed in this actuator housing.

Das Aktuatorgehäuse 21 wird über zwei Muttern verstellt und fixiert. Dieser Arm ist hinter dem Ventilschaft 6, 6a und der Zentrierung der Ventilgabel 6b gestrichelt gezeichnet und in Fig. 1a vergrößert dargestellt. Der Auslegearm 24 des Gehäuses 13 ist von zwei Muttern 25 eingespannt. Zur Verstellung werden diese auf der Schraube 26 verdreht bis über den Hubsensor 27 die richtige Justage von Ventil und Ankerposition sichergestellt ist. Zur Fixierung wird die obere Mutter gekontert. Als Alternative sind auch z. B. zwei Schrauben denkbar, wobei wiederum die erste Schraube den Amboß für das Gehäuse bildet und die zweite Schraube zur Feststellung benutzt wird.The actuator housing 21 is adjusted and fixed using two nuts. This arm is shown in dashed lines behind the valve stem 6 , 6 a and the centering of the valve fork 6 b and shown enlarged in Fig. 1a. The extension arm 24 of the housing 13 is clamped by two nuts 25 . For adjustment, these are rotated on the screw 26 until the correct adjustment of the valve and armature position is ensured via the stroke sensor 27 . The upper nut is locked for fixation. As an alternative, z. B. two screws conceivable, the first screw forming the anvil for the housing and the second screw being used for the determination.

Eine Torsionsfeder 16 liegt in der Bohrung des Ankerrohres 2. Der Anker ist in der Fig. 2a und 2b näher dargestellt und zeigt das Ankerrohr 2 im Schnitt.A torsion spring 16 lies in the bore of the anchor tube 2 . The anchor is shown in more detail in FIGS. 2a and 2b and shows the anchor tube 2 in section.

Das Ankerrohr ist mit drei den Ankerhebel darstellenden Hebelteilen 1b bis 1d verbunden. Diese drei Hebelteile umfassen den gezeichneten Anker 17. Dieser Anker 17 ist durch eine Ventilbetätigungseinheit 18 unterbrochen, die im wesentlichen aus der Überhubfeder 3, dem Lagergehäuse 1f und dem Lager 4 besteht. Anker 17 und Ventilbetätigungseinheit 18 werden mit den Hebelteilen verschweißt. Das Rohr 2 ist zur Aufnahme der relativ großen Ankerkräfte beidseitig an Teilen 19 und 19a der Gehäuseplatten 13 und 13a entsprechend Fig. 1 gelagert, vorzugsweise außen. Vorzugsweise werden Wälzlager eingesetzt und die Lager als Außenlager ausgebildet. Durch diese Lagerstellen kann der im Rohr 2 verlaufende Drehstab 16 (Torsionsfeder) völlig von Biegebelastungen entlastet werden. Er ist auf der einen Seite (links) mit dem Rohr 2 verbunden und auf der anderen Seite in dem Teil 19a eingespannt. Es tritt hier kein Axialspiel auf.The anchor tube is connected to three lever parts 1 b to 1 d representing the anchor lever. These three lever parts include the drawn armature 17th This armature 17 is interrupted by a valve actuation unit 18 , which essentially consists of the overtravel spring 3 , the bearing housing 1 f and the bearing 4 . Armature 17 and valve actuation unit 18 are welded to the lever parts. The tube 2 is mounted on both sides to absorb the relatively large anchor forces on parts 19 and 19 a of the housing plates 13 and 13 a according to FIG. 1, preferably outside. Rolling bearings are preferably used and the bearings are designed as external bearings. Through these bearing points, the torsion bar 16 (torsion spring) running in the tube 2 can be completely relieved of bending loads. It is connected on one side (left) to the pipe 2 and clamped on the other side in part 19 a. There is no axial play here.

In Fig. 2a sind die Länge (Tiefe) I und die Breite b des Ankers eingezeichnet. Ent sprechende Maße haben die dem Anker gegenüberliegenden Magnetjoche.The length (depth) I and the width b of the anchor are shown in FIG. 2a. The magnetic yokes opposite the anchor have corresponding dimensions.

Fig. 2b zeigt eine vereinfachte Ausführung der Ankerbefestigung. Die beiden Anker teile 1 i sind hier mit nur einem Ankerhebel 1e und dem Rohr 2 verschweißt. Die Schweißstellen sind in der üblichen Weise durch keilförmige, dunkel gezeichnete Kerben gekennzeichnet. Der Ankerhebel entspricht der Fig. 5a und 5b. Fig. 2b shows a simplified version of the anchor attachment. The two anchor parts 1 i are welded here with only one anchor lever 1 e and the tube 2 . The welds are characterized in the usual way by wedge-shaped, dark notches. The anchor lever corresponds to FIGS . 5a and 5b.

Fig. 3 zeigt die Anordnung in perspektivischer Darstellung. Das Ankerrohr 2 ist mit den magnetisch leitenden Ankerhebeln 1b bis 1d verbunden. Hier sind auch die Ver bindungsstellen zu sehen, die durch Schweißen hergestellt werden. Damit der Ma gnetfluß der beiden Magnete nicht vom Ankerrohr 2 beeinflußt wird, wird dieses vor zugsweise aus nicht oder schwach leitendem, oder unmagnetischem Material aus gebildet. Das Ankerrohr 2 ist in den Lagerstellen 19 und 19a gelagert und nimmt den Drehstab 16 auf. Auf der linken Bildhälfte ist der lange Magnet 7 zu sehen, der im vorderen Teil aufgeschnitten ist, um das Ventilgelenk 4a zu zeigen. Der Magnet 7 zeigt eine Aussparung 20a für die Unterbrechung des Joches zur Einbringung von je zwei Doppelspulen. Diese Aussparung ist auch nützlich für die Überhubfeder, die bei der Hubbewegung in das Joch hinein ragt. Der Anker ist auch hier mit 17 bezeichnet. Anstelle der vollen Aussparung beider Jochschenkel kann auch ein magnetisch leitendes Füllstück verwendet werden. In dieser Figur ist der Anker mit Abstand zum Ankerrohr 2 gezeichnet. Dieser kann jedoch auch direkt am Ankerrohr, wie in Fig. 2a und 2b gezeigt, anliegen. Fig. 3 shows the arrangement in perspective. The anchor tube 2 is connected to the magnetically conductive anchor levers 1 b to 1 d. The joints that are produced by welding can also be seen here. So that the magnetic flow of the two magnets is not influenced by the armature tube 2 , this is preferably formed from non-conductive or non-conductive or non-magnetic material. The anchor tube 2 is mounted in the bearings 19 and 19 a and receives the torsion bar 16 . On the left half of the picture, the long magnet 7 can be seen, which is cut open in the front part to show the valve joint 4 a. The magnet 7 shows a recess 20 a for the interruption of the yoke for the introduction of two double coils. This recess is also useful for the overtravel spring, which projects into the yoke during the lifting movement. The anchor is also designated 17 here. Instead of the full recess in both yoke legs, a magnetically conductive filler can also be used. In this figure, the anchor is drawn at a distance from the anchor tube 2 . However, this can also rest directly on the anchor tube, as shown in FIGS. 2a and 2b.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ventilbetätigung. Das Ventil wird, wie aus dem Stand der Technik bekannt, über eine Druckfeder 30 in Richtung Schließstellung gedrückt. Hier wirkt der Drehstab 16 gegen die Druckfeder. In der gezeichneten Mittellage sind die Federkräfte im Gleichgewicht. Die Kraftübertragung erfolgt über eine mit einem Wälzlager ausgestattete Rolle 31, die mit dem Ankerhebel 1c verbunden ist. Dieser ist durch seine Schenkel leicht federnd gestaltet, um die Stoßkräfte beim Aufsetzen auf den Ventilschaft zu reduzieren. Fig. 5 shows an alternative valve actuation. As is known from the prior art, the valve is pressed in the direction of the closed position by a compression spring 30 . Here the torsion bar 16 acts against the compression spring. In the middle position shown, the spring forces are in balance. The power transmission takes place via a roller 31 equipped with a roller bearing, which is connected to the armature lever 1 c. This is designed to be slightly springy due to its legs in order to reduce the impact forces when it is placed on the valve stem.

Zur Unterstützung des Drehstabes 16 kann zusätzlich eine an einem relativ kleinen Hebelarm angelenkte Druckfeder 32 verwendet werden.To support the torsion bar 16 , a compression spring 32 articulated on a relatively small lever arm can additionally be used.

Fig. 5a zeigt anstelle der Rolle ein Gleitstück 33, welches in den Anker einge schweißt ist und an der Gleitstelle oberflächenbeschichtet sein kann. Auch dieses Teil ist zur Reduzierung der Stoßbelastung federnd ausgebildet. Fig. 5a shows instead of the roller a slider 33 , which is welded into the anchor and can be surface-coated at the sliding point. This part is also designed to be resilient to reduce the impact load.

Fig. 5b zeigt die Seitenansicht. Zur Reduzierung der Gleitreibung auf dem Ventil schaft kann die Druckfederauflage in einem Kugellager 34 gelagert werden. Dieses und die exzentrische Auflage des Gleitstücks 33 bewirkt eine erwünschte Ventilverdrehung. Fig. 5b shows the side view. To reduce the sliding friction on the valve stem, the compression spring support can be stored in a ball bearing 34 . This and the eccentric support of the slide 33 causes a desired valve rotation.

Die Antriebe der Fig. 5 und der Fig. 5a und 5b benötigen keine Biegezonen im Ven tilschaft, weil sie den durch die Schwenkung des Hebels 1c bewirkten Versatz selbst ausgleichen können.The drives of Fig. 5 and Fig. 5a and 5b do not need any bending zones in the Ven tilschaft because they can compensate for the offset caused by the pivoting of the lever 1 c itself.

Zur Kompensation der starken Ventilausdehnung ist das obere Ventilschaftteil 35 aus Material mit geringer Temperaturausdehnung, z. B. Invarstahl hergestellt und mit dem Ventilschaft 36 verbördelt oder verschweißt. Zur besseren Temperaturableitung aus dem Ventilteller ist der hohle Ventilschaft 36137 mit Natrium gefüllt. Durch die Temperaturkompensation ist der Differenzweg zwischen Rolle 31, bzw. Gleitstück 33 und Ventilschaft 36/37 zwischen kaltem und betriebswarmem Ventil erheblich gerin ger, so daß die Auftreffgeschwindigkeit der Rolle 31 und damit die Lagerbelastung und die Halteenergie erheblich kleiner ist.To compensate for the strong valve expansion, the upper valve stem part 35 is made of material with low temperature expansion, e.g. B. invar steel and flanged or welded to the valve stem 36 . The hollow valve stem 36137 is filled with sodium for better temperature dissipation from the valve plate. Due to the temperature compensation of the differential movement between roller 31 and slider 33 and valve stem 36 / so that the impact velocity of the roller 31 and thus the bearing load and the holding power is much smaller considerably clotting ger between cold and operationally warm valve 37th

Fig. 5c beinhaltet ein Gleitstück 39a, welches drehbar auf einer Welle 39 gelagert ist. Fig. 5c includes a slider 39 a, which is rotatably mounted on a shaft 39 .

Dieses Gleitstück entspricht dem herkömmlichen Nockenantrieb über Schwenkhebel.This slider corresponds to the conventional cam drive via swivel lever.

Dieses kann auch in einer Kugelkalotte gelagert sein, um sich dem Ventilschaftkopf voll anzupassen. Dieses Gleitstück besitzt vorzugsweise eine leichte Klemmung, damit beim Aufsetzen beim Ventilöffnen eine kleine Flächenpressung entsteht.This can also be mounted in a spherical cap to accommodate the valve stem head fully adapt. This slider preferably has a slight clamping, so that there is a small surface pressure when touching down when opening the valve.

Die Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 5 nur durch eine andere Gestaltung der Pole 40 des Öffnungsmagneten 41 und einer dazu passenden Gestaltung des An kers 42. Die Pole 40 sind gestuft, - hier mit zwei Stufen - ausgebildet. Der Anker 42 weist auf der dem Öffnungsmagneten zugewandten Seite eine korrespondierende Stufung auf derart, daß der Anker 42 in die Öffnung der gestuften Pole unter Wah rung kleiner Luftspalte hineinpaßt. Für die gute Wirkung des Magneten 41 sind die Breiten und Tiefen 40a und 42a der Pole 40 und des Ankers 42 wesentlich. Dadurch ist eine Kennlinienformung möglich mit dem Ergebnis, daß die Hubkraft der Magne ten bei großen Luftspalten erheblich höher ist. Diese Ausbildung des Magneten 41 ist bei der Lagerung des Ankers mittels des Wälzlagers von besonderer Bedeutung, da im Anker relativ große Querkräfte entstehen durch Toleranzen. Fig. 6 differs from Fig. 5 only by a different design of the poles 40 of the opening magnet 41 and a matching design of the core 42nd The poles 40 are stepped, here with two steps. The armature 42 has a corresponding gradation on the side facing the opening magnet such that the armature 42 fits into the opening of the stepped poles while maintaining small air gaps. For the good effect of the magnet 41 , the widths and depths 40 a and 42 a of the poles 40 and the armature 42 are essential. Characteristic curve formation is possible with the result that the lifting force of the Magne ten is significantly higher with large air gaps. This design of the magnet 41 is of particular importance when the armature is supported by means of the roller bearing, since relatively large transverse forces arise in the armature due to tolerances.

Die Fig. 7 zeigt eine entsprechende Ausbildung der Pole des Schließmagneten 50 und 50a eines Einlaßventilantriebs und des dazu gehörigen Ankers 52. Fig. 7 shows a corresponding design of the poles of the closing magnet 50 and 50 a of an intake valve drive and the associated armature 52nd

Die Joche und der Anker des Öffnungs- und des Schließmagneten eines Stellan triebs insbesondere des Auslaßventilantriebs mit der oben genannten Kennlinienfor mung gestaltet werden.The yokes and anchors of the opening and closing magnet of a Stellan drives especially the exhaust valve drive with the above-mentioned characteristic curve be designed.

In Fig. 8 sind verschiedenen Versionen mit parallel geschalteten zweitem Drehrohr gezeigt. In Fig. 8a ist der auf den Ventilschaft 6 einwirkende Hebel mit 1, der Anker mit 17, das Lagerrohr mit 2 und der Drehstab mit 16 bezeichnet. Es ist ein zweiter Drehstab 16a mit Lagerrohr 2a und eine Hebel 1e vorgesehen, wobei die Federkräfte dieses Drehstabs durch ein Verbindungsglied 60 auf die direkte Ventilankopplung übertragen werden.In FIG. 8 different versions are shown connected in parallel with the second torque tube. In Fig. 8a the acting on the valve stem 6 lever 1 , the armature 17 , the bearing tube 2 and the torsion bar 16 . A second torsion bar 16 a with a bearing tube 2 a and a lever 1 e is provided, the spring forces of this torsion bar being transmitted through a connecting member 60 to the direct valve coupling.

In Fig. 8b wirkt entsprechend Fig. 5a ein, Ventilfeder 30 auf den Ventilschaft und die Ankerbewegung wird durch ein Gleitstück 33 auf das Ventil übertragen. Auch hier überträgt ein Verbindungsglied 60 die Kräfte der zweiten Drehfeder 16a. In Fig. 8b acts according to Fig. 5a, valve spring 30 on the valve stem and the armature movement is transmitted to the valve by a slider 33 . Here, too, a connecting member 60 transmits the forces of the second torsion spring 16 a.

In Fig. 8c ist die Ventilfeder 30 durch die Drehstabfeder 16a ersetzt, die über das Verbindungsglied 60 unter den Ventilschafteller 61 greift. Die Torsionsfeder 16 wirkt über ein Gleitstück auf den Ventilschaft.In Fig. 8c, the valve spring 30 is replaced by the torsion bar spring 16 a, which engages over the connecting member 60 under the valve stem plate 61 . The torsion spring 16 acts on the valve stem via a slider.

In Fig. 8d ist das Verbindungsglied nicht drehbar am Hebel 1e gelagert, sondern da mit starr verbunden. Das Übertragungsglied ist eine Blattfeder 60a, die ebenfalls un ter den Ventilschaftteller 61 greift.In Fig. 8d, the connecting member is not rotatably mounted on the lever 1 e, but is rigidly connected to it. The transmission member is a leaf spring 60 a, which also engages un under the valve stem plate 61 .

In Fig. 8e ist der zweite Hebel 1c nicht an einem Rohr gelagert. Hier ist ein Lager teil 63 einerseits mit dem Rohr 2 der Drehfeder und andererseits mit einer Lager stelle des Drehstabs 16a verbunden. Die Querkräfte werden an einem Lagerkopf 64 abgestützt.In Fig. 8e, the second lever 1 c is not supported on a tube. Here is a bearing part 63 on the one hand connected to the tube 2 of the torsion spring and on the other hand with a bearing of the torsion bar 16 a. The transverse forces are supported on a bearing head 64 .

Fig. 9 zeigt eine Anordnung, bei der ein Haupthebel 70 durch einen Nebenhebel 71 von den beiden Elektromagneten 72 und 73 verschwenkt wird. Die Hebel 70 und 71 sind mit dem Rohr 74 verbunden, in dessen Innern die Torsionsfeder 75 unterge bracht ist. Der Nebenhebel 71 trägt den Anker oder stellt den Anker dar. Er ist als langer Magnet ausgebildet. Fig. 9 shows an arrangement in which a main lever 70 is pivoted by a secondary lever 71 by the two electromagnets 72 and 73 . The levers 70 and 71 are connected to the tube 74 , in the interior of which the torsion spring 75 is placed. The secondary lever 71 carries the armature or represents the armature. It is designed as a long magnet.

Die Kraftübertragung auf den Ventilschaft 76 erfolgt, ähnlich wie in Fig. 1 über eine bei 77 am Haupthebel 70 befestigte Überhubfeder 78, der am vorderen Ende des Haupthebels 70 zwei Anschläge 79 zur Durchbiegungsbegrenzung zugeordnet sind.The force transmission to the valve stem 76 takes place, similarly to FIG. 1, via an overtravel spring 78 fastened at 77 to the main lever 70 , to which two stops 79 for limiting deflection are assigned at the front end of the main lever 70 .

Auch hier ist eine Biegezone 76a im Ventilschaft vorgesehen.Here too, a bending zone 76 a is provided in the valve stem.

Diese Anordnung weist eine extrem niedrige Bauhöhe auf, bringt eine bessere Aus nutzung der Magnetlänge, hat ein geringes Gewicht und es ist eine Entkopplung der Überhubfeder vom Ankerhebel gegeben. This arrangement has an extremely low height, brings a better out use of the magnet length, has a light weight and it is a decoupling of the Lifting spring given by the armature lever.

Bei dem erfindungsgemäßen Antrieb gemäß Anspruch 1 wird der Anker vorzugswei se direkt mit dem Ankerrohr verschweißt. Wesentlich ist auch, wie dies z. B. aus den Fig. 1 und 5 hervorgeht, daß der Einwirkbereich des Hebels auf den Ventilschaft au ßerhalb der Magnete erfolgt. Der Torsionsstab wird vorzugsweise im Rohr und in der Drehstabaufnahme eingepreßt. Diese wird ihrerseits nach der Einstellung mit dem Gehäuse (Seitenplatten) verschweißt.In the drive according to the invention according to claim 1, the anchor vorzugwei se is welded directly to the anchor tube. It is also important how this z. B. from FIGS. 1 and 5 that the area of action of the lever on the valve stem is outside of the magnets. The torsion bar is preferably pressed into the tube and in the torsion bar holder. This in turn is welded to the housing (side plates) after adjustment.

Es ist im Gegensatz zur Ausdrucksweise des Anspruchs 1 auch möglich, den Anker durch eine Anordnung mit nur einer Wicklung aber mit einer entsprechend ausgebil deten Polanordnung hin und her zu bewegen.In contrast to the expression of claim 1, it is also possible to use the anchor by an arrangement with only one winding but with a corresponding training to move the pole arrangement back and forth.

Fig. 11 zeigt verschiedene andere mögliche Ausbildungen für den oder die Elektro magnete als die vorhergehenden Figuren. Fig. 11 shows various other possible designs for the or the magnet as the previous figures.

Fig. 11a zeigt zwei dreipolige Elektromagnete 100 und 101, die dem Anker 102 ge genüberstehen. Die Fig. 11b und 11c zeigen Aufsichten auf die Magnetpole. Die Wicklung 103 kann entsprechend Fig. 11b oder als Topfwicklung entsprechend Fig. 11c ausgebildet sein. In der Fig. 11d sind wieder zwei dreipolige Elektromagnete ge zeigt, wobei hier ein Pol 104 nicht aktiv ist, also nicht zur Hubarbeit beiträgt. Es ist analog dazu auch möglich die Elektromagnete zweipolig auszubilden und dann nur einen aktiven Pol zu benutzen. Fig. 11a shows two three-pole electromagnets 100 and 101 , which face the armature 102 ge. Figs. 11b and 11c show plan views of the magnetic poles. The winding 103 can be designed according to FIG. 11b or as a pot winding according to FIG. 11c. In Fig. 11d, two three-pole electromagnets are again shown, here a pole 104 is not active, ie does not contribute to the lifting work. Analogously, it is also possible to design the electromagnets as two-pole and then to use only one active pole.

Beim Beispiel der Fig. 11e ist nur eine Wicklung 105 vorgesehen, wobei je nach Stellung des Ankers 106 Pole 107 oder 108 wirksam sind. Wird durch die Federkräfte der Anker in die Nähe der Pole 107 oder 108 gebracht, so kann die Wicklung 105 eingeschaltet werden und der Anker wird in Richtung der entsprechenden Pole be schleunigt. Um ein Anschwingen aus der Zwischenstellung zu erreichen, muß ent weder die Zwischenstellung unsymmetrisch liegen oder der Pol eines Elektroma gneten stärker ausgebildet sein. Schließlich ist in Fig. 11f eine Kombination der Fig. 11e mit der Verwendung nur eines aktiven Pols gezeigt.In the example of FIG. 11e, only one winding 105 is provided, 106 poles 107 or 108 being effective, depending on the position of the armature. If the armature is brought into the vicinity of the poles 107 or 108 by the spring forces, the winding 105 can be switched on and the armature is accelerated in the direction of the corresponding poles. In order to achieve an oscillation from the intermediate position, the intermediate position must either be asymmetrical or the pole of an electroma must be more powerful. Finally, FIG. 11f shows a combination of FIG. 11e with the use of only one active pole.

Der Magnetkreis 110 der Fig. 11g entspricht einem E-Kern entsprechend Fig. 11a und 11b.The magnetic circuit 110 of FIG. 11g corresponds to an E core corresponding to FIGS. 11a and 11b.

Der Polabstand der äußeren Schenkel 111 und 112 ist möglichst klein, um die Breite 113a des Ankers 113 klein zu halten. Zur Reduzierung der Streuflüsse zwischen dem Mittelschenkel 114 und den Außenschenkeln und zur Darstellung eines großen Wic kelraumes ist der äußere Magnetkreis 115 und 116 aufgeweitet. Der Mittelschenkel 114 besteht vorzugsweise aus kornorientiertem Material und ist durch Formschluß, z. B. Schwalbenschwanzführung 117 in das Joch eingesetzt oder mit diesem ver schweißt.The pole spacing of the outer legs 111 and 112 is as small as possible in order to keep the width 113 a of the armature 113 small. To reduce the stray fluxes between the middle leg 114 and the outer legs and to represent a large wic kelraumes, the outer magnetic circuit 115 and 116 is expanded. The middle leg 114 is preferably made of grain-oriented material and is by positive engagement, for. B. dovetail guide 117 inserted into the yoke or welded to it.

Die Ankerdicke entspricht beim E-Magneten ungefähr dem der Dicke der Außen schenkel 115 und 116, der wiederum ca. 50% der Breite des Mittelschenkels 114 hat. Dadurch beträgt die Dicke des Ankers 113 nur etwa 50% der Ankerdicke eines U-Magneten. Ohne spezielle Maßnahmen ist der Polabstand beim E-Magneten größer als beim U-Magneten. Durch die Maßnahme der Polaufweitung kann dieser Nach teil vermindert werden. Die effektive Gewichtsersparnis beträgt bei dieser Magnet form ca. 40% im Vergleich zum U-Magneten.The armature thickness corresponds approximately to the thickness of the outer legs 115 and 116 in the E-magnet, which in turn has about 50% of the width of the middle leg 114 . As a result, the thickness of the armature 113 is only approximately 50% of the armature thickness of a U-magnet. Without special measures, the pole spacing is larger with the E-magnet than with the U-magnet. By the measure of the widening of the pole this can be reduced after. The effective weight saving with this magnet is approx. 40% compared to the U-magnet.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Mitverwendung des Mittelschenkels 113 als Kern der Wicklung 119. Dies ist besonders vorteilhaft bei Bandspulen. Damit läßt sich ein ausgezeichneter Füllfaktor erzielen. Dies ist von wesentlicher Bedeutung, da die Verlustleistung der Spule sehr stark vom Winkelraum und Füllfaktor abhängt.Another advantage is the use of the middle leg 113 as the core of the winding 119 . This is particularly advantageous with tape reels. An excellent fill factor can be achieved in this way. This is essential, since the power loss of the coil depends very much on the angular space and fill factor.

Beim E-Kern bietet sich außerdem an, vier Verspannschrauben 118 im Vergleich zu drei beim U-Kern einzusetzen, was hinsichtlich der Symmetrie der Verspann kräfte sehr günstig ist. In the E-core it is also advisable to use four bracing screws 118 compared to three in the U-core, which is very favorable with regard to the symmetry of the bracing forces.

Hinsichtlich von Ausführungsformen, z. B. entsprechend der Fig. 11 mit zum Anker hin sich annähernden Polenden wird angemerkt, daß die Definition gemäß An spruch 1 Tiefe zur Breite der Joche größer 1,5 usw. sich auf die Jochbreite an den Enden der Joche bezieht und nicht auf die weiter abliegende Jochbreite.Regarding embodiments, e.g. B. corresponding to FIG. 11 with the armature approaching pole ends, it is noted that the definition according to claim 1 depth to the width of the yokes greater than 1.5, etc. refers to the yoke width at the ends of the yokes and not to the further remote yoke width.

Claims

1. Elektromagnetischer Antrieb mit einem beweglich gelagerten, elektromagne tisch hin- und herbewegbaren Anker (17), der bei abwechselndem Einschalten der Erregerströme von zwei mehrpoligen Elektromagneten (7, 8) in Endstellungen gebracht wird, einem den Anker (17) tragenden oder den Anker (17) bildenden Hebel (1), der an seinem einen Ende mit einem schwenkbar gelagerten Rohr (2) oder einem, einem Rohr ähnlichen Teil verbunden ist, wobei auf den Hebel (1) oder den Anker (17) entgegengesetzt gerichtete Federmittel (16) einwirken, die ohne Wirkung von Erregerströmen den Hebel (1) oder den Anker (17) in eine Zwischenstellung stellen und durch die Bewegung des Ankers (17) ein Element (6), insbesondere ein Ventil eines Verbrennungsmotors, angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel wenigstens teilweise mindestens eine Torsionsfeder (16, 75) umfassen, die mit dem Rohr (2, 2a, 74) oder Teil oder dem Hebel (1) oder Anker (17) verbunden ist, und daß die Torsionsfeder (16, 75) wenigstens teilweise in dem Rohr (2, 2a, 74) bzw. Teil verläuf.1. Electromagnetic drive with a movably mounted, electromagnetic table back and forth armature ( 17 ), which is brought into end positions when the excitation currents are alternately switched on by two multi-pole electromagnets ( 7 , 8 ), an armature ( 17 ) or the armature ( 17 ) forming lever ( 1 ), which is connected at one end to a pivotably mounted tube ( 2 ) or a part similar to a tube, spring means ( 16 ) directed in opposite directions on the lever ( 1 ) or the armature ( 17 ) ) act, which set the lever ( 1 ) or the armature ( 17 ) into an intermediate position without the action of excitation currents and an element ( 6 ), in particular a valve of an internal combustion engine, is driven by the movement of the armature ( 17 ), characterized in that that the spring means at least partially comprise at least one torsion spring ( 16 , 75 ) connected to the tube ( 2 , 2 a, 74 ) or part or the lever ( 1 ) or armature ( 17 ) en, and that the torsion spring ( 16 , 75 ) at least partially in the tube ( 2 , 2 a, 74 ) or part.

2. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2, 2a, 74) oder Teil wenigstens an seinen beiden Enden, vorzugsweise außen, gelagert ist.2. Electromagnetic drive according to claim 1, characterized in that the tube ( 2 , 2 a, 74 ) or part at least at its two ends, preferably outside, is mounted.

3. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel zusätzlich teilweise außerhalb auf den Hebel oder Anker einwirkende Zug- und/oder Druckfedern umfassen. 3. Electromagnetic drive according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the spring means also partially outside on the lever or include anchoring tension and / or compression springs.

4. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder (16, 75) als Stab mit rechteckigem Quer schnitt ausgebildet ist.4. Electromagnetic drive according to claim 1 to 3, characterized in that the torsion spring ( 16 , 75 ) is designed as a rod with a rectangular cross-section.

5. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur wenigstens teilweisen Erzeugung der Federkräfte zwei parallel geschaltete Torsionsfedern (16, 16a) vorgesehen sind.5. Electromagnetic drive according to claim 1 to 4, characterized in that for the at least partial generation of the spring forces, two parallel torsion springs ( 16 , 16 a) are provided.

6. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Torsionsfedern (16, 16a) über je ein Lagerrohr (2, 2a) mit einem Hebel (1, 1e) verbunden sind, wobei die über die beiden Hebel (1, 1e) übertragenen Kräfte auf den Ventilschaft einwirken.6. Electromagnetic drive according to claim 5, characterized in that the two torsion springs ( 16 , 16 a) are each connected via a bearing tube ( 2 , 2 a) with a lever ( 1 , 1 e), with the two levers ( 1 , 1 e) transferred forces act on the valve stem.

7. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Hebel (1) über ein Lagerrohr (2) mit der einen Torsionsfeder (16) verbunden ist und der andere Hebel (1c) direkt mit der anderen Torsionsfeder (16a) verbunden ist.7. Electromagnetic drive according to claim 6, characterized in that the one lever ( 1 ) via a bearing tube ( 2 ) with the one torsion spring ( 16 ) is connected and the other lever ( 1 c) directly with the other torsion spring ( 16 a) connected is.

8. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Ventil verbundene Ventilfeder (30) vorgesehen ist, deren Federkraft auf den Ventilschaft (36) in Richtung Schließstellung des Ventils einwirkt. 8. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that a valve spring ( 30 ) connected to the valve is provided, the spring force of which acts on the valve stem ( 36 ) in the direction of the closed position of the valve.

9. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Tiefe zur Breite der Joche der Elektromagnete (7, 8) und das Verhältnis der Länge zur Breite des Ankers (17) größer als 1,5, vorzugsweise größer 3, ist.9. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that the ratio of the depth to the width of the yokes of the electromagnets ( 7 , 8 ) and the ratio of the length to the width of the armature ( 17 ) is greater than 1.5, preferably is greater than 3.

10. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (17) über wenigstens einen, vorzugsweise drei, parallel im Abstand zueinander angeordnete Teilhebel (1b, 1c, 1d) mit dem Rohr verbunden ist.10. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that the armature ( 17 ) via at least one, preferably three, parallel spaced partial lever ( 1 b, 1 c, 1 d) is connected to the tube.

11. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hebel (1) eine Überhubfeder (3) integriert ist, über die die Ankerbewegung auf ein bewegbares Element (6) übertragen wird und die für diese zu übertragende Bewegung steif ist und nur bei stärkerer Beanspruchung (Überhub) als Feder wirksam ist.11. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that an overtravel spring ( 3 ) is integrated in the lever ( 1 ), via which the armature movement is transmitted to a movable element ( 6 ) and the movement to be transmitted for this is stiff and is only effective as a spring when subjected to heavy loads (overstroke).

12. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Hebels (1a), der das bewegbare Element (6) antreibt, ein mit dem bewegbaren Element verbundenes Gelenk (4) aufweist.12. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that the part of the lever ( 1 a) which drives the movable element ( 6 ) has a joint ( 4 ) connected to the movable element.

13. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das anzutreibende Element (6) der Schaft eines Ventils ist und daß der Schaft des Ventils biegsam ausgebildet ist. 13. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that the element to be driven ( 6 ) is the stem of a valve and that the stem of the valve is designed to be flexible.

14. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (1, 1a) auf dem Schaft (36, 37) des Ventils lose aufliegt.14. Electromagnetic drive according to claim 8, characterized in that the lever ( 1 , 1 a) on the shaft ( 36 , 37 ) of the valve lies loosely.

15. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (1, 1a) über eine Rolle (31) oder dergleichen auf den Ventilschaft einwirkt.15. Electromagnetic drive according to one of claims 12 to 14, characterized in that the lever ( 1 , 1 a) acts on the valve stem via a roller ( 31 ) or the like.

16. Elektromagnetischer Antrieb einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (1, 1a) über ein Gleitstück (33) auf den Ventil schaft (36, 37) einwirkt.16. Electromagnetic drive one of claims 12 to 14, characterized in that the lever ( 1 , 1 a) via a slide ( 33 ) acts on the valve stem ( 36 , 37 ).

17. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel exzentrisch auf den Ventilschaft einwirkt.17. Electromagnetic drive according to one of claims 14 to 16, characterized characterized in that the lever acts eccentrically on the valve stem.

18. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Magnetkerns (7, 8) und/oder des Ankers (17) kernorientiert ist.18. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that the material of the magnetic core ( 7 , 8 ) and / or the armature ( 17 ) is core-oriented.

19. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerne der Elektromagnete (7, 8) in Zonen (7a, 8a) mit Rich tungsänderung der Joche einen größeren Querschnitt aufweisen.19. Electromagnetic drive according to claim 18, characterized in that the magnetic cores of the electromagnets ( 7 , 8 ) in zones ( 7 a, 8 a) with Rich direction change of the yokes have a larger cross section.

20. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern der Magnete einstückig ausgebildet ist. 20. Electromagnetic drive according to one or more of the previous ones Claims, characterized in that the magnetic core of the magnets in one piece is trained.

21. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an einem Joch eines Magneten zur Polfläche hin eine Unterteilung des Jochs in wenigstens zwei Jochteile (7b) vorgesehen ist, und daß auf diesen Jochteilen jeweils wenigstens eine Spule, vorzugsweise jedoch zwei Spulen (13d, 13e), aufgebracht sind, und daß diese Spulen (13d, 13e) parallel geschaltet sind.21. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that a subdivision of the yoke into at least two yoke parts ( 7 b) is provided at least on a yoke of a magnet towards the pole face, and that at least one coil each on these yoke parts, however, preferably two coils ( 13 d, 13 e) are applied, and that these coils ( 13 d, 13 e) are connected in parallel.

22. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf dem Joch des Schließmagneten (7) zusätzlich eine Spule (13c) aufgebracht ist, die zum Halten des Ventils in der entsprechenden Stellung dient.22. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least on the yoke of the closing magnet ( 7 ) additionally a coil ( 13 c) is applied, which serves to hold the valve in the corresponding position.

23. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkerne der Elektromagnete (7, 8) zwischen zwei Platten (13) des Gehäuses eingespannt und ausgerichtet sind.23. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that the magnetic cores of the electromagnets ( 7 , 8 ) are clamped and aligned between two plates ( 13 ) of the housing.

24. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausrichtung der Joche zum Anker (17) die Magnete verdrehbar gelagert sind.24. Electromagnetic drive according to claim 23, characterized in that the magnets are rotatably mounted for aligning the yokes to the armature ( 17 ).

25. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (9, 10, 11) mit den Platten (13) des Gehäuses über die Joche in wärmeleitender Verbindung stehen. 25. Electromagnetic drive according to claim 23 or 24, characterized in that the coils ( 9 , 10 , 11 ) with the plates ( 13 ) of the housing via the yokes are in a thermally conductive connection.

26. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wärmeabfuhr Erhebungen bzw. Füllstücke (15) zwischen den Spulen (9, 11, 12) und den Jochen vorgesehen sind.26. Electromagnetic drive according to claim 25, characterized in that elevations or filler pieces ( 15 ) are provided between the coils ( 9 , 11 , 12 ) and the yokes for heat dissipation.

27. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wärmegabe Verrippungen vorgesehen sind.27. Electromagnetic drive according to one of claims 23 to 26, characterized characterized in that ribs are provided for heat.

28. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justage der gesamte Antrieb um die Rohrachse oder eine weiter ab vom Anker gelegene Achse verdrehbar ist.28. Electromagnetic drive according to one or more of the previous ones Claims, characterized in that for adjustment the entire drive around the Pipe axis or an axis further from the anchor is rotatable.

29. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Querschnitt gesehen die Pole (40) wenigstens eines der Elektromagnete (7, 8) gestuft (40a) ausgebildet sind und daß der Anker (42) im Querschnitt in diese Stufung passende Gegenstufungen (42a) aufweist.29. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that seen in cross section, the poles ( 40 ) at least one of the electromagnets ( 7 , 8 ) are stepped ( 40 a) and that the armature ( 42 ) in cross section in this gradation has suitable counter-gradations ( 42 a).

30. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsmagnet des Auslaßventils eine derartige Stufung aufweist.30. Electromagnetic drive according to claim 29, characterized in that the opening magnet of the exhaust valve has such a gradation.

31. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließmagnet des Einlaßventils eine derartige Stufung aufweist.31. Electromagnetic drive according to claim 29, characterized in that the closing magnet of the inlet valve has such a gradation.

32. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück (39) am Hebel (1c) drehbar in einer Welle (39a) gelagert ist. 32. Electric drive according to claim 16 or 17, characterized in that the slide ( 39 ) on the lever ( 1 c) is rotatably mounted in a shaft ( 39 a).

33. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitstück mittels einer Kugel und einer Kugelkalotte am Hebel gelagert ist.33. Electromagnetic drive according to claim 29, characterized in that the slider is mounted on the lever by means of a ball and a spherical cap.

34. Elektromagnetischer Antrieb nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haupthebel (70) zur Betätigung des Elements (z. B. des Ventilschafts 76) und ein den Anker darstellender oder ihn tragender, um einen Winkel gegenüber dem Haupthebel (70) verdreht angeordneter und mit dem Haupthebel verbundenen Nebenhebel (71) vorgesehen ist.34. Electromagnetic drive according to one or more of the preceding claims, characterized in that a main lever ( 70 ) for actuating the element (z. B. the valve stem 76 ) and an armature representing or supporting it by an angle with respect to the main lever ( 70 ) rotatably arranged and connected to the main lever secondary lever ( 71 ) is provided.