DE19961609A1 - Verfahren zur Herstellung von Aktoren zur elektromagnetischen Betätigung von eine Ventilfeder aufweisenden Ventilen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Aktoren zur elektromagnetischen Betätigung von eine Ventilfeder aufweisenden VentilenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aktoren zur elektromagnetischen Betätigung von Ventilen, bei dem die Vorspannung der Aktorfeder und der Ventilfeder bei der Montage des Aktors an mindestens einem Ventil mittels eines weiteren Aktorbauteils eingestellt und das weitere Aktorbauteil anschließend bleibend fixiert wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aktoren zur elektromagneti
schen Betätigung von eine Ventilfeder aufweisenden Ventilen gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 1.
Ein Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung besteht im wesentlichen aus
zwei Elektromagneten, dem Öffnermagnet und dem Schließermagnet, die durch
mindestens ein Bauteil aus einem nicht ferromagnetischen Material voneinander
getrennt sind. Dieses Bauteil kann beispielsweise durch ein Gehäuseteil gebildet
werden. Zwischen den Elektromagneten, dem Öffnermagnet und dem Schließerma
gnet, befindet sich die aus einem ferromagnetischen Material bestehende Anker
platte, die durch Bestromen der Erregerspule des Öffnermagneten oder der Erreger
spule des Schließermagneten in die jeweilige Richtung bewegt wird. Das Magnet
joch des Öffnermagneten weist eine Durchführung für einen Ventilstößel auf, der die
auf die Ankerplatte einwirkenden Kräfte auf mindestens ein Gaswechselventil über
trägt.
Der Aktor kann beispielsweise so ausgeführt sein, daß die Aktorfeder auf der dem
Gaswechselventil entgegengesetzten Seite des Aktors an der Außenseite des
Schließermagneten angeordnet ist. Dazu ist in Verlängerung des Ventilstößels ein
einen Aktorfederteller aufweisender Federstößel angeordnet, der in einer Durchfüh
rung im Magnetjoch des Schließermagneten gelagert ist. Das Magnetjoch des
Schließermagneten weist eine die Durchführung des Federstößels umgebende, eine
vorzugsweise kreisrunde Wandung Ausformung auf, innerhalb der die Aktorfeder und
der Federstößel oszilliert. Die vorzugsweise kreisrunde Wandung wird von einem am
Magnetjoch des Schließermagneten angeordneten weiteres Aktorbauteil abgedeckt,
das auch das Gegenlager für die auf dem Aktorfederteller des Aktorstößels auflie
gende Aktorfeder bildet.
Ein Aktor bildet mit einem Gaswechselventil eine funktionelle Einheit, wobei das
Gaswechselventil, entsprechend einem konventionellen Zylinderkopf mit Nocken
wellen, mittels einer Ventilfeder, Ventilkeilen und einem Ventilfederteller in den
Ventilsitz des Zylinderkopfes gezogen wird.
Ist eine funktionelle Einheit aus einem Aktor und einem Gaswechselventil an der
Brennkraftmaschine montiert, werden der Ventilschaft des Gaswechselventils, der
Ventilstößel und der Federstößel des Aktors gegeneinander gepreßt. In der Ruhela
ge der funktionellen Einheit muß sich die Ankerplatte in einer durch die Konstruktion
bestimmten Lage zwischen dem Öffnermagnet und dem Schließermagnet befinden,
beispielsweise in der Mittellage, wobei die Ventilfeder und die Aktorfeder vorge
spannt sind. Der Ventilteller des Gaswechselventils befindet sich in diesem Beispiel
in der Mittelstellung zwischen dem Ventilsitz des Zylinderkopfes, bei der das Gas
wechselventil geschlossen ist, und der Position, in der das Gaswechselventil maxi
mal geöffnet ist.
Für einen zuverlässigen Betrieb der in Serie hergestellten Aktor ist es notwendig, die
Vorspannung der Aktorfeder und der Ventilfeder einstellen zu können, wobei das am
Magnetjoch des Schließermagnetes angeordnete Bauteil in der Oszillationsachse
verstellbar ausgeführt sein muß.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten Pa
tentanmeldung 198 43 075.2 der Anmelderin beschrieben, bei der das am Magnet
joch des Schließermagnetes befestigte weitere Aktorbauteil als Schraubteil ausge
bildet ist, wobei in die eine kreisrunde Wandung bildende Ausformung des Magnet
jochs des Schließermagneten ein Innengewinde eingearbeitet ist.
Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß das als Schraubteil ausgebildete,
am Magnetjoch des Schließermagnetes befestigte weitere Aktorbauteil in der Her
stellung sehr teuer ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Aktors
zur elektromagnetischen Betätigung eines Ventils gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 anzugeben, bei dem die Vorspannung der Aktorfeder und der
Ventilfeder eingestellt werden kann, und bei dem das weitere Aktorbauteil kosten
günstig hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des
Patentanspruchs 1 gelöst, wonach bei der Montage eines Aktors an mindestens
einem Ventil die Vorspannung der Aktorfeder und der Ventilfeder durch verschieben
des weiteren Aktorbauteils eingestellt wird, und wonach das weitere Aktorbauteil mit
dem Magnetjoch des Schließermagneten verbunden wird.
Die Vorspannung der Aktorfeder und der Ventilfeder wird vorzugsweise bei der
Montage des Aktors an mindestens einem Ventil eingestellt.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schließermagnet eine
zur Oszillationsachse der Ankerplatte symmetrische Aussparung aufweist, wobei das
weitere Aktorbauteil in die Aussparung eingesetzt und zum Einstellen in der Oszilla
tionsachse verschoben wird.
Die Aussparung im Magnetjoch des Schließermagneten wird beispielsweise kreis
rund ausgeformt, wobei das weitere Aktorbauteil als tassenförmiges Formteil aus
geführt wird.
Das weitere Aktorbauteil wird beispielsweise durch löten, kleben oder schweißen
mit dem Magnetjoch des Schließermagneten verbunden wird.
In einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verbindung
zwischen dem weiteren Aktorbauteil und dem Magnetjoch des Schließermagneten
als öldichte Verbindung hergestellt wird.
Bei der Montage des Aktors an mindestens einem Ventil wird die Vorspannung der
Ventilfeder, die das Ventil in den Ventilsitz zieht, und der Aktorfeder mit einer Vor
richtung zur Kraftmessung eingestellt.
In einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in das weitere
Aktorbauteil eine Durchführung eingebracht wird, die beispielsweise für Sensoren
verwendet wird, mit denen die Position der Ankerplatte bestimmt wird.
In einer letzten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß durch den Aktor
Einlaßventile oder Auslaßventile einer Brennkraftmaschine betätigt werden. Dabei
werden die Ventilfeder und die Aktorfeder, die einem Einlaßventil zugeordnet sind,
mit einer andere Vorspannung eingestellt, als der Aktorfeder und der Ventilfeder, die
einem Auslaßventil zugeordnete wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Aktors zur elektroma
gnetischen Betätigung eines Ventils kann die Position der Ankerplatte bzw. die
Vorspannung der Aktorfeder und der Ventilfeder eingestellt werden, wobei das
weitere Aktorbauteil kostengünstig hergestellt werden kann.
Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung eines Aktors zur elektromagneti
schen Betätigung eines Ventils, bei dem das weitere Aktorbauteil tassenförmig
ausgeführt ist, anhand von einem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einer
Figur dargestellt und erläutert.
Es zeigt:
Figur ein Schnittbild eines am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
verschraubten Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung.
In der Figur ist ein am Zylinderkopf 11 einer Brennkraftmaschine verschraubter
Aktor 1 zur elektromagnetischen Ventilsteuerung dargestellt, der im wesentlichen
aus zwei Elektromagneten, dem Öffnermagnet 3 und dem Schließermagnet 2, be
steht. Die Elektromagneten bestehen jeweils aus dem Magnetjoch 2.1, 3.1 mit dem
Spulenfenster 2.2, 3.2 und der in das Spulenfenster 2.2, 3.2 eingesetzten Erreger
spule 2.3, 3.3. Die Elektromagneten werden durch zwei aus einem nicht ferroma
gnetischen Material gefertigte Distanzstücke 4 voneinander getrennt. Zwischen den
Elektromagneten oszilliert die Ankerplatte 5.1, an der der Ventilstößel 5.2 befestigt
ist, der die auf die Ankerplatte 5.1 einwirkenden Kräfte über eine Durchführung im
Magnetjoch 3.1 des Öffnermagneten 3 auf ein am Zylinderkopf 11 der Brennkraft
maschine montiertes Gaswechselventil 6.1 überträgt.
In der Verlängerung des Ventilstößels 5.2 liegt auf der Ankerplatte 5.1 ein Federstö
ßel 7.1 auf, der in einer Durchführung im Magnetjoch 2.1 des Schließermagneten 2
gelagert ist, und der die auf die Ankerplatte 5.1 einwirkenden Kräfte auf die Aktorfe
der 7.2 überträgt. Dazu ist an dem der Ankerplatte 5.1 entgegengesetzten Ende des
Federstößels 7.1 ein Aktorfederteller 7.3 ausgearbeitet, auf dem die Aktorfeder 7.2
aufliegt, und über den die Aktorfeder 7.2 den Federstößel 7.1 gegen die Ankerplatte
5.1 preßt.
Die Aktorfeder 7.2 befindet sich in einer radialsymmetrisch um die Durchführung
des Federstößels 7.1 ausgebildeten, eine kreisrunde Wandung bildende Ausformung
des Magnetjochs 2.1 des Schließermagneten 2, die parallel zur Oszillationsachse
des Ventilstößels 7.1 ausgerichtet ist. In die Wandung des Magnetjochs 2.1 des
Schließermagneten 2 wird ein tassenförmiges Formteil 8 eingesetzt, das als Gegen
lager für die Aktorfeder 7.2 dient. Das tassenförmige Formteil 8 weist in der Mitte
eine kreisrunde, zentrische Aussparung auf, in der beispielsweise ein Innengewinde
eingearbeitet ist. In das Innengewinde des tassenförmigen Formteils 8 kann eine
nicht dargestellt Sensorvorrichtung eingeschraubt, die Teil einer Vorrichtung zur
Bestimmung der Position der Ankerplatte 5.1 ist.
Bei der Montage eines Aktors 1 an dem Zylinderkopf 11 der Brennkraftmaschine
wird der Aktor 1 mittels Kopfschrauben 10 mit dem Zylinderkopf 11 verschraubt.
Durch das noch nicht mit dem Magnetjoch 2.1 des Schließermagneten 2 verbunde
ne Formteil 8 erfolgt das Verschrauben des Aktors 1 nicht gegen die Rückstellkraft
der Ventilfeder 6.2 und der Aktorfeder 7.2, wodurch der korrekte Sitz des Aktors 1
einfach herbeigeführt und kontrolliert werden kann.
Anschließend wird das auf die Aktorfeder 7.2 aufgesetzte Formteil 8 von einer
Preßvorrichtung in die Aussparung des Magnetjochs 2.1 des Schließermagneten 2
hinein verschoben. Mittels einer Vorrichtung zur Kraftmessung wird dabei die Vor
spannung der Aktorfeder 7.2 und der Ventilfeder 6.2 auf den gewünschten Wert
eingestellt. Bei einem Aktor für ein Einlaßventil beispielsweise 120 Newton, bei
einem Aktor für ein Auslaßventils beispielsweise 80 Newton.
Während das Formteil 8 durch die Preßvorrichtung in die Aussparung des Magnet
jochs verschoben ist, wird das Formteil 8 mit dem Magnetjoch 2.1 fest verbunden.
Beispielsweise erfolgt diese Verbindung durch Schweißvorgang, bei dem eine an der
Kontaktstelle des Formteils 8 und des Magnetjochs 2.1 umlaufende Schweißnaht 9
entsteht. Diese umlaufende Schweißnaht 9 bildet eine öldichte Verbindung zwi
schen dem Formteil 8 und dem Magnetjoch 2.1, wodurch an der Kontaktstelle des
Formteils 8 und des Magnetjochs 2.1 auf weitere Maßnahmen zur Ölabdichtung
verzichtet werden kann.
Im Anschluß an die Einstellung der Vorspannung der Ventilfeder 6.2 und der Aktor
feder 7.2 wird die im Formteil 8 angeordneten Sensorvorrichtung justieren. Dazu
wird beispielsweise die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine um 360° gedreht, und
die Sensoranordnung wird solange verschoben, bis sie in der mittleren Position
zwischen beiden Extremwerten eines der Sensoranordnung zugeordneten Gebersi
gnals plaziert ist.
Durch das beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Aktors 1 zur elektromagne
tischen Ventilsteuerung wird die Vorspannung der Aktorfeder 7.2 und der Ventilfe
der 6.2 eingestellt, wobei das als tassenförmiges Formteil 8 ausgeführte weitere
Aktorbauteil kostengünstig hergestellt und mit dem Magnetjoch 2.1 des Öffnerma
gneten 2 verbunden werden kann.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von Aktoren zur elektromagnetischen Betätigung von
eine Ventilfeder (6.2) aufweisenden Ventilen (6.1), wobei ein Aktor (1) aus jeweils
einem ein Magnetjoch (2.1, 3.1) aufweisenden Öffnermagnet (3) und Schließer
magnet (2) besteht, zwischen denen eine Ankerplatte (5.1) mit einem Ventilstö
ßel (5.2) und einem Federstößel (7.1) oszilliert, wobei der Federstößel (7.1) eine
Aktorfeder (7.2) trägt, die sich gegen ein weiteres, am Magnetjoch (2.1) des
Schließermagnetes (2) angeordnetes Aktorbauteil (8) abstützt, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vorspannung der Aktorfeder (7.2) und der Ventilfeder (6.2)
durch verschieben des weiteren Aktorbauteils (8) eingestellt wird, und daß das
weitere Aktorbauteil (8) mit dem Magnetjoch (2.1) des Schließermagneten (2)
verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der
Aktorfeder (7.2) und der Ventilfeder (6.2) bei der Montage des Aktors (1) an min
destens einem Ventil (6.1) eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließer
magnet (2) um die Oszillationsachse eine Aussparung aufweist, und daß das wei
tere Aktorbauteil (8) in die Aussparung eingesetzt wird, und das weiter Aktorbau
teil (8) zum Einstellen in der Oszillationsachse verschoben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung im
Magnetjoch (2.1) des Schließermagneten (2) kreisrund ausgeformt wird, und daß
das weitere Aktorbauteil (8) als tassenförmiges Formteil (8) ausgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß das weitere Aktorbauteil (8) durch löten, kleben oder schweißen mit
dem Magnetjoch (2.1) des Schließermagneten (2) verbunden wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche" dadurch gekennzeich
net, daß die Verbindung zwischen dem weiteren Aktorbauteil (8) und dem Ma
gnetjoch (2.1) des Schließermagneten (2) als öldichte Verbindung hergestellt
wird.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß die Vorspannung der Aktorfeder (7.2) und der Ventilfeder (6.2) mit einer
Vorrichtung zur Kraftmessung eingestellt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß in das weitere Aktorbauteil (8) eine Durchführung für Sensoren einge
bracht wird.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, daß durch den Aktor (1) Einlaßventile oder Auslaßventile einer Brennkraftma
schine betätigt werden, und daß die einem Einlaßventil zugeordneten Ventilfeder
(6.2) und Aktorfeder (7.2) mit einer anderen Vorspannung eingestellt werden als
die einem Auslaßventil zugeordnete Aktorfeder (7.2) und Ventilfeder (6.2).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19961609A DE19961609A1 (de) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | Verfahren zur Herstellung von Aktoren zur elektromagnetischen Betätigung von eine Ventilfeder aufweisenden Ventilen |
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DE19961609A DE19961609A1 (de) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | Verfahren zur Herstellung von Aktoren zur elektromagnetischen Betätigung von eine Ventilfeder aufweisenden Ventilen |
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