SE537203C2 - Aktuator för axiell förskjutning av ett objekt - Google Patents

Abstract

537 203 Sammandrag Uppfinningen hanfor sig till en aktuator for axiell forskjutning av ett objekt, varvid aktuatorn (1) innefattar en aktuatorkolv (4) innefattande en aktuatorkolvsting (7), vani aktuatorkolven (4) är forskjutbar i axiell riktning, och en hydraulikkrets (20) innefattande en vatskefylld kammare (21), varvid aktuatorkolvstangens (7) forsta inde (8) är anordnad att forskjutas i axiell riktning i nimnda vatskefyllda kammare (21), van i en axiellt sig strackande urtagning (22) mynnar i namnda vatskefyllda kammare (21) och är anordnad att emottaga aktuatorkolvstangens (7) forsta ande (8). Aktuatorn är kannetecknad av att aktuatorkolvstingen (7) I omrAdet av den forsta anden (8) uppvisar en cylindrisk mantelyta (24), och att urtagningen (22) uppvisar en cylindrisk inneryta (25), varvid den cylindriska mantelytan (24) och den cylindriska innerytan (25) uppvisar matchande former, van i aktuatorn innefattar en passage som stracker sig mellan urtagningen (22) och den vatskefyllda kammaren (21) di den cylindriska mantelytan (24) och den cylindriska innerytan (25) an belagna i Overlappande konfiguration, van i passagen vid ett bromsoverlappsavsnitt uppvisar en tvarsnittsarea (AI) som minskar som en funktion av okande overlapp mellan den cylindriska mantelytan (24) och den cylindriska innerytan (25).

Description

Den fereliggande uppfinningen hdrifOr sip i allmdnhet till omrddet anordningar for tillhandahdllande av axiell forskjutfling av ett objekt, sdsom aktuatorer tillhandahallande axiell ferskjutning av en ventil. I synnerhet hanfOr sip den fereliggande uppfinningen till omrddet ventilaktuatorer for forbrdnningsmotorer. Aktuatorn innefattar en aktuatorkolv innefattande en aktuatorkolvsting med en fersta dride och en andra dnde, van i aktuatorkolven Or forskjutbar fram och ater I axiell riktning mellan en forsta position och en andra position, och ddrtill aktuatorn innefattar en hydraulikkrets innefattande en vdtskefylld kammare, varvid aktuatorkolv- stdngens forsta dnde Or anordnad att forskjutas i axiell riktning i ndmnda vdtskefyllda kammare i samband med axiell forskjutning av aktuatorkolven, van i en axiellt sip strdckande urtagning mynnar i ndmnda vdtskefyllda kammare och är anordnad att emottaga aktuatorkolvstangens forsta dr-1de di aktuatorkolven är i ndmnda forsta position.

Uppfinningens bakgrund Uppfinningen Or applicerbar mom olika tekniska omrdden ddr en axiell forskjutning av ett objekt skall tillhanda- hdllas. Uppfinningen Or synnerligen anvandbar i applikationer som har stora krav pi hastighet och styrbarhet hos den axiella ferskjutningen, samt har stora krav pi laga ljudnivaer, sdsom applikationen att styra en ventil, till exempel en inloppsventil eller en utloppsventil hos en forbrannings- motor.

En aktuator, vanligtvis kdnd som en pneumatisk aktuator, innefattar en aktuatorkolv som Or forskjutbar fram och dter i axiell riktning mellan en forsta position och en andra position. Forskjutningen utfors medelst styrning av en tryck- fluid, sisom trycksatt gas, som verkar mot aktuatorkolven, varvid aktuatorkolven i sin tur verkar mot ventilen, eller liknande, for att styra densammas position. Det finns Oven hydrauliska aktuatorer som fungerar enligt samma principer. 1 537 203 Da aktuatorkolven är i densammas fOrsta/inaktiva position är ventilen i kontakt med densammas ventilsate, och da aktuatorkolven är i densammas andra/aktiva position är ventilen oppen, dvs beldgen pa avstdnd fran namnda ventil- sate.

Den axiella forskjutningen av en konventionell kamaxelstyrd motorventil är styrd pa ett sddant satt att under stangning av motorventilen minskas stangningshastigheten precis fore motorventilen kommer i kontakt med ventilsdtet 10 till foljd av formen hos kammen, en pneumatiskt styrd motorventil kommer emellertid ha accelererande eller maximal stdngningshastighet da densamma kommer i kontakt med ventilsatet. Detta medfor att motorventilen, ventilsatet och aktuatorkolvstangen är foremal for betydande slitning.

Ddrtill, kan motorventilen och aktuatorkolven studsa tillbaka vilket skapar oljud, vibrationer och okorrekt drift av motorn.

Saledes, finns det ett behov for en minskning eller begransning av stangningshastigheten precis fare motor- ventilen kommer i kontakt med ventilsatet, for att reducera aterstudsning, oljud och vibrationer.

Dokumenten US 6192841, US 6412457 och US 7387095 som visar tidigare kanda tekniker, visar aktuatorer far motor- ventiler som har styrd/minskande stangningshastighet vid kontaktogonblicket, dessa aktuatorer är emellertid ur en teknisk synvinkel mycket komplicerade och innefattar ett flertal rOrliga element for att dstadkomma den styrda/ minskade stdngningshastigheten.

Sokandens egna US 7,121,237 visar en aktuator anordnad i enlighet med ingressen av patentkravet 1.

Uppfinningens syfte Den foreliggande uppfinningen tar sikte pa att undanroja ovannamnda nackdelar och tillkortakommanden hos tidigare kdnda aktuatorer, och att tillhandahdlla en forbdttrad aktuator. Ett grundldggande syfte med den fOreliggande uppfinningen är att tillhandahalla en forbattrad aktuator av inledningsvis definierad typ innefattande ett hydrauliskt 2 537 203 bromsarrangemang i vilket viskositetsberoendet has det hydrauliska bromsarrangemanget är minimerat. Det är ett annat syfte med den foreliggande uppfinningen att tillhandahalla en aktuator, i vilken det hydrauliska bromsarrangemanget är enkelt att tillverka. Det är ytterligare ett syfte med den foreliggande uppfinningen att tillhandahalla en aktuator, i vilken det hydrauliska bromsarrangemanget enbart pdverkar aktuatorkolvens returhastighet precis fore aktuatorkolven ndr densammas forsta/inaktiva position, dvs. tillhandahaller en kort bromsstrdcka/tid. Det är ett annat syfte med den foreliggande uppfinningen att tillhandahdlla en aktuator, vilken genererar mindre oljud och mindre vibrationer.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Enligt uppfinningen uppnds dtminstone det grundldggande syftet medelst den inledningsvis definierade aktuatorn som har sdrdragen definierade i det oberoende kravet. Foredragna utforanden av den foreliggande uppfinningen är vidare definierade i de beroende kraven.

Enligt den foreliggande uppfinningen tillhandahalls en aktuator av inledningsvis definierad typ, vilken Or kdnnetecknad av att aktuatorkolvstAngen i omradet av den forsta dnden uppvisar en cylindrisk mantelyta, och att urtagningen uppvisar en cylindrisk inneryta, varvid den cylindriska mantelytan och den cylindriska innerytan uppvisar matchande former, van i aktuatorn innefattar en passage som strdcker sig mellan urtagningen och den vdtskefyllda kammaren dd den cylindriska mantelytan och den cylindriska innerytan Or beldgna i Overlappande konfiguration, van i ett avsnitt av ett i forvdg bestdmt, maximalt overlapp utgors av ett bromsoverlapp, varvid passagen vid ndmnda bromsoverlappsavsnitt uppvisar en tvdrsnittsarea (A1) som minskar som en funktion av okande overlapp mellan den cylindriska mantelytan och den cylindriska innerytan.

Saledes Or den foreliggande uppfinningen baserad pa insikten att genom att ha matchande cylindriska ytor has aktuatorkolvstdngen och urtagningen, och en avgrdnsad passage mellan urtagningen och den vdtskefyllda kammaren, ddr 3 537 203 tvdrsnittsomkretsen has passagen är minimerad i forhallande till passagens tvdrsnittsarea vilket minskar viskositetsberoendet has det hydrauliska bromsarrangemanget.

I ett foredraget utforande av den foreliggande uppfin- ningen, minskar passagens ndmnda tvdrsnittsarea vid borjan av ndmnda bromsoverlappsavsnitt med minskande derivata, dvs. tvdrsnittsarean minskar med minskande hastighet som funktion av okande overlapp.

I ett annat foredraget utfOrande av den foreliggande 10 uppfinningen, minskar passagens ndmnda tvdrsnittsarea vid slutet av ndmnda bromsoverlappsavsnitt med Okande derivata, dvs. tvdrsnittsarean minskar med Okande hastighet som funktion av okande overlapp.

I ett foredraget utforande av den foreliggande uppfin- ningen, uppvisar aktuatorkolvstangen i omradet av den forsta dnden en dndkant med en fordjupning som bildar ndmnda passage. Foretrddesvis utgors ndmnda fordjupning av ett spar som strdcker sig fran en dndyta has aktuatorkolvstangens forsta dnde till den cylindriska mantelytan. Genom att enbart skdra ett spar i dndkanten has aktuatorkolvstangen, är bromsarrangemanget enkelt tillverkat genom bara ett extra processteg i anslutning till tillverkningen av aktuatorkolvstangen.

Enligt ytterligare ett foredraget utfOrande av den fore- liggande uppfinningen, är den axiella 1dngden av ndmnda spar i ndmnda cylindriska mantelyta storre an det maximala over-lappet mellan den cylindriska mantelytan och den cylindriska innerytan, for att sakerstalla en vdtskekommunikationsvag mellan urtagningen och den vdtskefyllda kammaren, annars finns det en risk att vdtska kommer att stdngas in i urtagningen och forhindra aktuatorkolven fran att helt och fullt na den forsta/inaktiva positionen.

FOretrddesvis är den axiella ldngden pa det maximala overlappet storre an 1 mm och mindre an 5 mm. Darigenom, är enbart den sista strdckan fore det att aktuatorkolven ndr den fOrsta positionen bromsad och den stOrre delen av den axiella forskjutningen är opaverkad. 4 537 203 Enligt ett foredraget utforande av den foreliggande uppfinningen, har den hydrauliska kretsen en inloppsledning som stracker sig in i den vatskefyllda kammaren och en utloppsledning som stracker sig frin namnda vatskefyllda kammare, varvid nimnda utloppsledning uppvisare en tvarsnittsarea som har en minimiarea som ir mindre in en faktor 2 ginger maximiarean has passagens tvarsnittsarea. Dirmed ir returtakten has aktuatorkolven ytterligare styrd fir att undvika en hammareffekt di den forsta anden has aktuatorkolvstingen gar i 10 ingrepp med urtagningen has den hydrauliska kretsen. Firetradesvis ir namnda minimala area has tvarsnittsarean has utloppsledningen lika med den maximala arean has tvirsnittsarean has namnda passage.

Ytterligare fordelar med och sirdrag has uppfinningen framgar av ovriga osjalvstandiga krav samt av den filjande, detaljerade beskrivningen av foredragna utfiranden.

Kortfattad beskrivning av ritningarna En mer fullstindig firstielse av ovannimnda och andra sardrag och fordelar has den foreliggande uppfinningen kommer att framgi av den foljande, detaljerade beskrivningen av firedragna utfaranden med hanvisning till de bifogade ritningarna, pi vilka: Fig. 1 ir en schematisk tvirsnittsvy frin sidan av en uppfinningsenlig aktuator och en avgasmotorventil, varvid aktuatorkolven är i den forsta/inaktiva positionen, Fig. 2 ir en schematisk tvirsnittsvy frin sidan av arrange- manget enligt figur 1, varvid aktuatorkolven ir list i den andra/aktiva positionen, Fig. 3 ir en schematisk tvirsnittsvy frin sidan av arrangemanget enligt figurerna 1 och 2, varvid aktuatorkolven ir i returtakt frill den andra/aktiva posi- tionen till den forsta/inaktiva positionen, Fig. 4 ir en uppsattning schematiska vyer av den forsta anden av aktuatorkolvstingen enligt ett forsta utfOrande, 537 203 Fig. 5 är en schematisk tvarsnittsvy fran sidan av ett foredraget utforande av en del av den hydrauliska kretsen, Fig. 6 är en schematisk tvarsnittsvy fran sidan av ett alternativt utforande av urtagningen has hydraulik- kretsen, Fig. 7 är en schematisk vy underifran av urtagningen tagen utmed linjen VII-VII i figur 6, Fig. 8 är en schematisk vy av den forsta anden has aktuatorkolvstdngen, Fig. 9 visar en graf som representerar ett mest foredraget utfOrande av passagens tvarsnittsareaminskning som funktion av okande overlappstid, och Fig. 10 visar grafer som representerar ett mest foredraget utfOrande av passagens tvarsnittsareaminskning, och densammas derivata, som en funktion av okande overlapp.

Detaljerad beskrivning av foredragna utforanden av den fore-liggande uppfinningen Den foreliggande uppfinningen hanfOr sig till en aktuator, generellt betecknad 1, for tillhandahallning av axiell forskjutning av ett objekt, sdsom aktuatorer 1 som tillhandhaller axiell forskjutning av en ventil. Harnedan kommer uppfinningen, i exemplifierande men inte begransande syfte, att beskrivas i anslutning till en applikation i vilken aktuatorn 1 anvands for att styra atminstone en motorventil, dvs. en inlopps- eller utloppsventil has en forbranningsmotor.

Hanvisning sker inledningsvis till figurerna 1 och 2, visande en schematisk tvarsnittsvy fran sidan av en uppfinningsenlig aktuator 1 och en utloppsmotorventil, generellt betecknad 2. I det visade utforandet innefattar aktuatorn 1 ett aktuatorhuvud 3, en aktuatorkolv, generellt betecknad 4, och en cylinder 5. Aktuatorkolven 4 innefattar en aktuatorkolvskiva 6 och en aktuatorkolvstdng 7 som har en forsta, byre ande 8 och en andra, undre ande 9. Aktuatorkolvstangen 7 är forbunden med och skjuter ut i axiell riktning 6 537 203 fran aktuatorkolvskivan 6 vid namnda andra ande 9. Aktuatorkolvstangen 7 är forskjutbar i axiell riktning i ett hal 10 i namnda aktuatorhuvud 3. Cylindern 5 avgransar en volym i vilken aktuatorkolvskivan 6 är forskjutbar i axiell riktning.

Aktuatorkolvskivan 6 delar cylindervolymen i en forsta, ovre del 11 och en andra, undre del 12.

Vidare innefattar aktuatorn 1 en tryckfluidkrets, generellt betecknad 13, inrattad for styrbar fluidkommunikation med cylindervolymens forsta del 11. Narmare bestamt Or tryckfluidkretsen 12 anordnad for styrbar tillforsel av en tryckfluid, exempelvis en gas eller gasblandning, till cylindervolymens forsta del 11 for att tillhandahalla axiell forskjutning av aktuatorkolven 4 fran en forsta, inaktiv position till en andra, aktiv position. Dartill är namnda tryckfluidkrets 13 anordnad for styrbar evakuering av tryckfluid fran cylindervolymens forsta del 11 for att tillhandahalla returtakt for aktuatorkolven 4, fran namnda andra position till namnda forsta position.

Tryckfluidkretsen 13 Or forbunden med en tryckfluidkalla (HP), dvs. en hogtryckskalla, och en tryckfluidsanka (LP), dvs. en lagtryckskalla. Tryckfluidkallan kan utgoras av en kompressor driven av forbranningsmotorn och en tank, eller liknande. Tryckfluidsankan kan utgoras av vilken plats som heist som har ett lagre tryck an tryckfluidkallan, dvs. atmosfaren eller en returledning som leder tillbaka till namnda kompressor. I det visade utforandet innefattar aktuatorn 1 en indirekt elektriskt styrd slavventil 14 som Or anordnad i tryckfluidkretsen 13 for att styra tryckfluiden namnda tryckfluidkrets 13. Slavventilen 14 Or forspand i riktning mot en ovre position medelst en gasfjader, mekanisk fjader, eller liknande.

I figur 1 har slavventilen 14 forskjutits fran den ovre positionen till densammas nedre position, dvs. slavventilen 14 har bringats att oppna for tryckfluldflode fran tryck- fluidkallan (HP) till cylindervolymens forsta del 11. En puls av tryckfluid kommer att verka mot och forskjuta aktuatorkolvskivan 6 i cylindern 5 fran positionen visad i figur 1 till positionen visad i figur 2. Saledes, figur 1 Or en 7 537 203 momentan bild tagen dO slavventilen 14 har forskjutits men aktuatorkolven 1 har Onnu inte borjat rora sig. Aktuatorkolven 1 Or i den forsta, inaktiva positionen och kommer hdrefter att forskjutas nedOt for att oppna motorventilen 2.

I figur 2 Or aktuatorkolven 4 i den andra, aktiva posi- tionen, och tryckfluidkommunikationen mellan tryckfluidk011an (HP) och cylindervolymens forsta del 11 har stOngts, in det visade utforandet av aktuatorkolvstOngen.

I det visade utforandet styr aktuatorn 1 en motorventil 2. Motorventilen innefattar ett ventilskaft 15 och en ventiltallrik 16. Ventilskaftet 15 strOcker sig genom en stationOr del av forbrOnningsmotorn och in i aktuatorns 1 cylindern 5, nOrmare bestOmt in i cylindervolymens andra del 12. Ventiltallriken 16 Or anordnad att samverka med ett ventilsOte 17 far att alternerande appna och stOnga for passage av gas/ avgaser. Motorventilen 2 Or forskjutbar i axiell riktning medelst aktuatorn 1, genom att aktuatorkolven 4 verkar mot ventilskaftet 15 fEir att fEirskjuta motorventilen 2 frAn den stOngda positionen (figur 1) till den oppna positionen (figur 2). Vidare innefattar forbrOnningsmotorn foretrOdesvis en ventilfjader 18 anordnad att bringa motorventilen 2 tillbaka till densammas stOngda position. I det visade utforandet utgors ventilfjOdern 18 av en spiralfjOder, men andra typer av ventilfjadrar Or tankbara, sdsom en gasfjader, andra mekanska fjOdrar, etc. VentilfjOdern 18 forspOnner motor- ventilen 2 mot densammas byre position och verkar mot en ventilfjaderbricka 19 forbunden med ventilskaftet 15.

Enligt uppfinningen innefattar aktuatorn 1 Oven en hydraulisk krets, generellt betecknad 20, innefattande en vOtskefylld kammare 21. Aktuatorkolvstdngens 7 fOrsta Onde 8 Or anordnad att forskjutas i axiell riktning i nOmnda vOtskefyllda kammare 21 i anslutning till axiell forskjutning av aktuatorkolven 4 fram och Ater mellan den f6rsta positionen och den andra positionen. En axiellt sig strOckande urtagning 22 mynnar i nOmnda vOtskefyllda kammare 21 och Or anordnad att emottaga aktuatorkolvstdngens 7 fEirsta ande 8 di aktuatorkolven 4 Or i nOmnda forsta position. 8 537 203 Hydraulvdtskan, exempelvis olja, kan floda in i den atskefyllda kammaren 21 via en backventil 23 och ut ur den atskefyllda kammaren via en styrbar ventil, som i det visade utforandet utgors av slavventilen 14. DO aktuatorkolven 4 forskjuts frOn den forsta positionen (figur 1) till den andra positionen (figur 2) lamnar aktuatorkolvstangen 7 plats for inflode av vatska i den vatskefyllda kammaren 21 och urtagningen 22, och dd aktuatorkolven 4 forskjuts fran den andra positionen till den forsta positionen pressas vOtskan ut fran 10 den vatskefyllda kammaren 21 och urtagningen 22.

I figur 2 är hydrauliska kretsens styrbara ventil stOngd och aktuatorkolven 4 Or last/kvarhallen i densammas andra position, dvs. motorventilen 2 Or hdllen fullt Oppen en i forvOg bestamd, eller en anpassad, tidsperiod.

Hanvisning sker nu Oven till figur 3. I figur 3 har slay- ventilen 14 forskjutits till den byre positionen, fOr att evakuera tryckfluiden i cylindervolymens forsta del 11 under en returtakt has aktuatorkolven 4 fran den andra positionen (figurerna 2 och 3) till den forsta positionen (figur 1).

Samtidigt oppnas den vatskefyllda kammarens 21 styrbara ventil for att evakuera vatskan frOn den vatskefyllda kammaren 21, for att medge forskjutning av aktuatorkolven 4 till den forsta positionen.

Enligt uppfinningen, i omradet av aktuatorkolvstangens 7 forsta ande 8, uppvisar aktuatorkolvstangen 7 en cylindrisk mantelyta 24. Dartill, uppvisar urtagningen 22 en cylindrisk inneryta 25, varvid den cylindriska mantelytan 24 och den cylindriska innerytan 25 uppvisar matchande form. Vidare innefattar aktuatorn 1 en passage som strOcker sig mellan urtagningen 22 och den vatskefyllda kammaren 21 d6 den cylindriska mantelytan 24 och den cylindriska innerytan 25 Or belagna i overlappande konfiguration.

Vidare finns ett i fOrvag bestdmt maximalt Overlapp mellan den cylindriska mantelytan 24 och den cylindriska innerytan 25, dO aktuatorkolven 4 Or i namnda fOrsta position, van i ett avsnitt av namnda maximala Overlapp utgOrs av ett bromsoverlapp 35 (se figur 1). Namnda passage uppvisar vid namnda bromsoverlappsavsnitt 35 en tvOrsnittsarea (A1) 9 537 203 som minskar som funktion av okande overlapp mellan den cylindriska mantelytan 24 och den cylindriska innerytan 25. Enligt ett foredraget utforande, minskar namnda tvarsnittsarea (A1) has passagen vid en borjan av namnda bromsoverlappsavsnitt 35 med minskande derivata, som en funktion av okande Overlapp. Dartill, ar det foredraget att namnda borjan av bromsoverlappsavsnittet 35 representerar atminstone 30% av det maximala overlappet, foretradesvis atminstone 40%, och foretradesvis mindre an 60%.

Enligt ett alternativt eller kompletterande utforande, minskar namnda tvarsnittsarea (Al) has passagen vid slutet av namnda bromsoverlappsavsnitt 35 med okande derivata, som en funktion av okande overlapp. Dartill, är det foredraget att namnda slut av bromsoverlappsavsnittet 35 representerar atminstone 10% av det maximala overlappet, foretradesvis atminstone 20%, och foretradesvis mindre an 40%.

Bromsoverlappsavsnitten 35 kan innefatta en mellanliggande del mellan namnda borjan av bromsOverlappsavsnittet 35 och namnda slut av bromsoverlappsavsnittet 35, i vilken mellanliggande del tvarsnittsarean (Al) has passagen minskar med konstant derivata, eller namnda bOrjan av bromsOverlappsavsnittet 35 kan vara angransande namnda slut av bromsoverlappsavsnittet 35.

Enligt ett alternativt utfOrande, minskar namnda tvar- snittsarea (A1) has passagen utmed hela bromsoverlappsavsnittet 35 med konstant derivata, som en funktion av okande Overlapp.

Enligt ett alternativt utforande, minskar namnda tvarsnittsarea (A1) has passagen utmed hela bromsoverlapps- avsnittet 35 med Okande derivata, som en funktion av Okande overlapp.

Foretradesvis, innefattar det i forvag bestamda maximala Overlappet, utOver namnda bromsoverlappsavsnitt 35 och angransande en ande av bromsoverlappsavsnittet 35, ett sattningsoverlappsavsnitt 36, varvid passagen uppvisar i namnda sattningsoverlappsavsnitt 36 en tvarsnittsarea (A1) som ar konstant som en funktion av okande overlapp mellan den cylindriska mantelytan 24 och den cylindriska innerytan 25. 10 537 203 overgdngen mellan bromsoverlappsavsnittet 35 och sattningsoverlappsavsnittet 36 är inte skarp.

Ddrtill, representerar ndmnda sdttningsoverlappsavsnitt 36 mindre an 20% av det maximala overlappet, foretrOdesvis mindre an 10%.

Under returtakten, enligt utforandet visat i figurerna 13, kommer aktuatorkolven 4 att accelerera till dess att aktuatorkolvstdngens 7 forsta dnde 8 kommer in i urtagningen 22. Vdtskan som är fdngad i urtagningen 22 ovanfor aktuator- 10 kolvstdngen 7, kommer dd att tvingas genom ndmnda minskande passage och ddrmed minskas aktuatorkolven 4 hastighet pd motsvarande sdtt. Aktuatorkolvens 4 hastighet minskar under ovanndmnda bromsoverlappsavsnitt 35, och under ovanndmnda sattningsoverlappsavsnitt 36 är en vdldefinierad sdttnings- hastighet for aktuatorkolven 4 faststalld/erhallen.

Hanvisning sker nu till figur 4, som utgors av en uppsattning vyer, visande ett forsta utforande av aktuatorkolvstangens 7 forsta dnde 8, van i aktuatorkolvstangen 7 i omrddet av den forsta dnden 8 uppvisar en dndkant 26, fran vilken den cylindriska mantelytan 24 strdcker sig i axiell riktning, och vilken har en fOrdjupning som bildar ndmnda passage. Foretrddesvis utgors ndmnda fordjupning av ett spar 27 som strdcker sig frdn en dndyta 28 has aktuatorkolvstdngens 7 forsta dnde 8 till den cylindriska mantelytan 24.

Det Or dven foredraget att den axiella langden pd nOmnda spar 27 i ndmnda cylindriska mantelyta 24 Or storre On det maximala Overlappet mellan den cylindriska mantelytan 24 och den cylindriska innerytan 25. Genom en sddan konstruktion, Or vdtskekommunikationen mellan urtagningen 22 och den vdtske- fyllda kammaren 21 sdkerstdlld och ingen vdtska kommer att stOngas in i urtagningen 22 och forhindra aktuatorkolven att nd den forsta/inaktiva positionen. Ndmnda axiella lOngd pA det maximala Overlappet är fOretrddesvis stbrre an 1 mm och mindre On 5 mm, foretrddesvis Or ndmnda axiella ldngd pd det maximala Overlappet storre On 1,5 mm och mindre On 3,5 mm. En mest fOredragen ldngd Or omkring 2,0-2,5 mm.

Hdnvisning sker nu till figur 5. Den hydrauliska kretsen 20 har en inloppsledning 29 som leder in i den vdtskefyllda 11 537 203 kammaren 21 och en utloppsledning 30 som leder ut ur namnda vatskefyllda kammare 21, varvid namnda utloppsledning 30 uppvisar en tvarsnittsarea (A2) med en minimiarea som dr mindre an en faktor 2 ganger maximiarean has passagens tvarsnittsarea (A1), foretradesvis mindre an en faktor 1,och aura heist mindre an en faktor 1,1. Foretradesvis dr den minimala arean has utloppsledningens 30 tvarsnittsarea (A2) atminstone lika med den maximala arean has namnda passages tvarsnittsarea (Al). Darmed dr accelerationen has aktuator- 10 kolven 4 fore aktuatorkolvstangens 7 forsta ande 8 nar urtagningen 22 styrd/begransad, och inga plOtsliga skillnader i hastighet kommer att ske di aktuatorkolvstangens 7 forsta ande 8 kommer in i urtagningen 22. I det visade utfOrandet utgors utloppsledningens 30 minimala tvarsnittsarea (A2) av en fOrtrangning 31.

Hanvisning sker nu till figurerna 6 och 7 som visar ett alternativt utforande av urtagningen 22 has den hydrauliska kretsen 20. Urtagningen 22 uppvisar en mynning och den cylindriska innerytan 25 stracker sig i axiell riktning fran namnda mynning. Dartill uppvisar namnda mynning en fordjupning som bildar namnda passage mellan urtagningen 22 och den vatskefyllda kammaren 21.

Hanvisning sker nu till figur 8, schematiskt visande aktuatorkolvstingens 7 forsta ande 8. For att maximera lasbarheten av ritningen, halls passagens bredd konstant i figuren, van i bredden Or tagen i riktning vinkelratt mot ritningarna. Det skall emellertid inses att passagens bredd inte maste vara konstant.

I figur 8 illustreras ett utforande i vilket passagens tvarsnittsarea (A1) vid bOrjan av namnda bromsoverlappsavsnitt 35 minskar med minskande derivata, och vid slutet av bromsoverlappsavsnittet 35 minskar med okande derivata, som en funktion av Okande Overlapp. Saledes, i figur 8 Or tillhandahallet en foredragen S-formad minskning av passagens tvarsnittsarea (Al), i bromsoverlappsavsnittet 35, som en funktion av okande Overlapp mellan den cylindriska mantelytan 24 och den cylindriska innerytan 25. 12 537 203 Nu kommer exempel pd olika dtgarder for att erhdlla den uppfinningsenliga minskningen hos passagens tvarsnittsarea (A1) • Spdrets 27 bottenyta kan vara bdgformad utmed aktuator- kolvstdngens axiella utstrackning eller plan och rak. Spdret 27 bottenyta kan vara bdgformad utmed aktuatorkolvstdngens tvargdende utstrdckning.

Spdret 27 kan ha parallella sidoytor, dvs. konstant bredd, eller konvergerande sidoytor, i riktning frdn 10 aktuatorkolvstdngens forsta dnde. Fordjupningen kan vara en fasning.

Enligt ett mest foredraget utfOrande av uppfinningen, minskar passagens tvdrsnittsarea (A1) vid ndmnda bromsoverlappsavsnitt 35 exponentiellt som en funktion av okande Overlappstid, se figur 9. For att uppnd denna exponentiella minskning av passagetvarsnittsarea, som en funktion av okande overlappstid, minskar passagens tvarsnittsarea (Al) approximativt enligt en polynomfunktion utmed bromsoverlappsavsnittet 35, se figur 10. I figur 10 representerar linjen som är betecknad 37, som startar vid omkring 2 mm2 passagetvdrsnittsarea och 0 mm overlapp, passagetvdrsnittsarea som funktion av overlapp. Den "U"-formade linjen betecknad 38, representerar derivatan has passagetvarsnittsarealinjen 37 som funktion av overlapp. I figur 10 minskar passagens tvarsnittsareavid borjan av ndmnda bromsOverlapps- avsnitt 35 med minskande derivata, och vid slutet av namnda bromsOverlappsavsnitt med Okande derivata, som funktion av okande overlapp mellan den cylindriska mantelytan 24 och den cylindriska innerytan 25.

Tankbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begrdnsad blott till de ovan beskrivna och pd ritningarna visade utforandena, vilka enbart har illustrerande och exemplifierande syfte. Denna patent- ansokning är avsedd att tdcka alla anpassningar och varianter av de foredragna utforandena beskrivna hdri, och foljaktligen är den foreliggande uppfinningen definierad av ordalydelsen 13 537 203 av de bifogade kraven och sdledes kan utrustningen modifieras pd alla tdnkbara sdtt mom ramen for de bifogade kraven.

Det skall dven pdpekas att all information om/rorande termer sasom ovanfor, under, byre, nedre, etc., skall 5 tolkas/ldsas med utrustningen orienterad i enlighet med figurerna, med ritningarna orienterade pa sadant sdtt att hdnvisningsbeteckningarna kan ldsas pa ett korrekt sdtt. Sdledes, indikerar dylika termer enbart inbOrdes forhallanden i de visade utforandena, vilka forhdllande kan dndras cm den 10 uppfinningsenliga utrustningen forses med en annan konstruktion/design.

Det skall pdpekas att dven am det ej Or uttryckligen angivet att sdrdrag frdn ett specifikt utforande kan kombineras med sdrdragen i ett annat utforande, skall detta anses 15 uppenbart dl sd är mojligt. 14

Claims (17)

537 203 Patentkrav 1. Aktuator for axiell forskjutning av en gasvdxlingsventil vid en forbrdnningsmotor, varvid aktuatorn (1) innefattar: 1. en aktuatorkolv (4) innefattande en aktuatorkolvstang (7) med en forsta dnde (8) och en andra dnde (9), van i aktuatorkolven (4) är forskjutbar fram och dter i axiell riktning mellan en forsta position och en andra position, och 2. en hydraulikkrets (20) innefattande en vatskefylld kammare (21), varvid aktuatorkolvstdngens (7) forsta ande (8) Or anordnad att ferskjutas i axiell riktning i nOmnda vdtske- fyllda kammare (21) i samband med axiell forskjutning av aktuatorkolven (4), van i en axiellt sig strdckande urtagning (22) mynnar i namnda vOtskefyllda kammare (21) och Or anordnad att emottaga aktuatorkolvstangens (7) forsta dnde (8) da aktuatorkolven (4) Or i namnda farsta position, kannetecknad av, att aktuatorkolvstangen (7) i omradet av den forsta anden (8) uppvisar en cylindrisk mantelyta (24), och att urtagningen (22) uppvisar en cylindrisk inner- yta (25), varvid den cylindriska mantelytan (24) och den cylindriska innerytan (25) uppvisar matchande former, vani aktuatorn innefattar en passage som stracker sig mellan urtagningen (22) och den vOtskefyllda kammaren (21) da den cylindriska mantelytan (24) och den cylindriska innerytan (25) är helagna i Overlappande konfiguration, van i ett avsnitt av ett i forvdg bestdmt, maximalt Overlapp utgars av ett bromsoverlapp (35), varvid passagen vid namnda bromsoverlappsavsnitt (35) uppvisar en tvdrsnittsarea (A1) som minskar som en funktion av okande Overlapp mellan den cylindriska mantelytan (24) och den cylindriska innerytan (25), varvid namnda tvarsnittsarea (A1) hos passagen minskar med minskande derivat vid barjan av ndmnda bromsaverlappsavsnitt (35) och minskar med okande derivata vid slutet av namnda bromsoverlappsavsnitt (35), som funktion av okande overlapp. 2. Aktuator enligt krav 1, van i namnda borjan av bromsoverlappsavsnittet (35) representerar dtminstone 30% av det maximala Overlappet. 537 203 3. Aktuator enligt krav 1 eller 2, van i namnda slut av bromsoverlappsavsnittet (35) representerar atminstone 10% av det maximala overlappet. 4. Aktuator enligt nagot av de foregaende kraven, van i det i forvdg bestamda maximala overlappet, utover ndmnda bromsoverlappsavsnitt (35) och angransande en ande has namnda broms- overlappsavsnitt (35), innefattar ett sdttningsOverlappsavsnitt (36), varvid passagen vid ndmnda sdttningsoverlappsavsnitt (36) uppvisar en tvarsnittsarea (A1) som an konstant som funktion av okande overlapp mellan den cylindriska mantelytan (24) och den cylindriska innerytan (25). 5. Aktuator enligt krav 4, van i ndmnda sattningsoverlappsavsnitt (36) representerar mindre an 20% av det maximala Overlappet. 6. Aktuator enligt nagot av de foregaende kraven, van i den axiella langden av det maximala Overlappet an stOrre an 1 mm, och mindre an 5 mm, foretrddesvis omkring 2,5 mm. 7. Aktuator enligt nagot av de fOregdende kraven, vani aktuatorkolvstangen (7) i omradet av den forsta anden (8) uppvisar en dndkant (26) med en fordjupning som bildar namnda passage. 8. Aktuator enligt krav 7, van i ndmnda fordjupning utgors av ett spar (27) som stracker sig fran en andyta (28) has aktuatorkolvstangens (7) forsta ande (8) till den cylindriska mantelytan (24). 9. Aktuator enligt krav 8, van i den axiella langden av namnda spar (27) i ndmnda cylindriska mantelyta (24) är stOrre an det maximala Eiverlappet mellan den cylindriska mantelytan (24) och den cylindriska innerytan (25). 16 537 203 10. Aktuator enligt krav 8 eller 9, van i namnda spar innefattar parallella sidoytor (33). 11. Aktuator enligt nagot av de foregaende kraven, vani hydraulikkretsen (20) har en inloppsledning (29) som stracker sig in i den vatskefyllda kammaren (21) och en utloppsledning (30) som stracker sig fran namnda vatskefyllda kammare (21), varvid namnda utloppsledning (30) uppvisar en tvarsnittsarea (A2) med en minimiarea som an mindre an en faktor 2 ganger maximiarean has passagens tvarsnittsarea (A1), foretradesvis mindre an en faktor 1,5. 12. Aktuator enligt krav 11, van i minimiarean has utloppsledningens (30) tvarsnittsarea (A2) är lika med eller storre 15 an maximiarean has passagens tvarsnittsarea (AI). 13. Aktuator enligt nagot av de foregaende kraven, vani aktuatorn innefattar:

1. en cylinder (5), van i aktuatorkolven (4) innefattar en 20 aktuatorkolvskiva (6) som är forskjutbar i axiell riktning i namnda cylinder (5) i samband med axiell fOrskjutning av aktuatorkolven (4), och

2. en tryckfluidkrets (13) anordnad for styrbar fluidkommunikation med cylindern (5). 17