WO1998042957A1 - Elektromagnetischer antrieb - Google Patents

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WO1998042957A1
WO1998042957A1 PCT/EP1998/001709 EP9801709W WO9842957A1 WO 1998042957 A1 WO1998042957 A1 WO 1998042957A1 EP 9801709 W EP9801709 W EP 9801709W WO 9842957 A1 WO9842957 A1 WO 9842957A1
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WO
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electromagnetic drive
drive according
valve
armature
box
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PCT/EP1998/001709
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Inventor
Heinz Karl Leiber
Original Assignee
Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh
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Priority claimed from DE19712056A external-priority patent/DE19712056A1/de
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Priority to EP98917064A priority patent/EP0970295B1/de
Priority to DE59800892T priority patent/DE59800892D1/de
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    • F01L2009/2105—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids comprising two or more coils
    • F01L2009/2109—The armature being articulated perpendicularly to the coils axes
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F2007/1692—Electromagnets or actuators with two coils

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic drive with the features of the preamble of claim 1.
  • a drive with the features of the preamble of claim 1 is, for. B. from EP 00 43 42 6 Bl known.
  • a problem with such drives, especially when used to drive valves in internal combustion engines, is the heat dissipation from the solenoids. It is known to solve this problem by complex water or oil flushing.
  • the known solutions show unresolved problems, such as. B. closed assembly unit with electrical connection and adjustment of the magnet systems to the residual air gap.
  • the invention is based on the object of storing the anchor with as little friction as possible and of creating an assembly-friendly arrangement.
  • the invention provides a pre-testable unit which can be used as a standard, modular assembly module when used for valve actuation for many engine types.
  • the invention is inexpensive to combine two drives into one structural unit. If these two drives are mounted on a common base body, the problem of heat dissipation can be solved well by embedding the coils in the base body. You can create a fully testable unit that is connected to the outside via a common connector.
  • the torsion spring can be long because the entire width of the unit can be used.
  • the torsion spring with valve actuation and anchor can be preassembled with a carrier plate. A good adjustment of the magnet system is possible while eliminating all tolerances, especially when a mechanical locking system is used that holds the armature in the end positions without electromagnet excitation and the locking positions are used as reference positions.
  • the magnets can be adjusted and solidified with respect to the residual air gap by means of screws or rivets on the magnet armature.
  • the subclaims also contain refinements of the invention.
  • FIG. 1 is a side view of a base body with two drives attached to it, including a driven valve,
  • a basic body is designated by 1 in FIG. In the illustration in FIG. 1, essentially only one drive can be seen. The second is behind.
  • the visible drive has two electromagnets 2 and 3, the yokes of which are connected to the base body by screws 4.
  • the windings of the electromagnets 2 and 3 are only shown schematically here for the sake of simplicity.
  • the base body 1 is fastened by means of screws 5 to a box 1 a, which in turn is fastened to the cylinder block 20 by means of screws 5 a.
  • an armature 10 is provided, which by a torsion spring z.
  • B. a torsion bar 6 is movably mounted.
  • the torsion bar 6 and the corresponding torsion bar 7 for the armature of the other drive are shown in perspective for clarity. You are embedded in the body, clamped on one side in this (the torsion bar 6 at 8) and at the other end, for. B. stored by means of a needle bearing.
  • An anchor lever 9 is the connecting element between torsion bar 6 and anchor 10.
  • a locking system is provided at the top right, which consists of a rocker 12 which can be tilted about an axis 11, a locking magnet 13, a spring 14 and a ball-bearing locking roller 15 which snaps over or under the anchor in the end positions of the armature and into the armature Holds end positions.
  • the locking roller will be discussed again later.
  • a non-visible junction box for a plug can be provided in the base body.
  • the armature 10 actuates a valve 18 against the force of a spring 19 via an actuating rod 16 and an adjusting screw 17.
  • the length of the actuating rod 16 can be changed by means of the adjusting screw 17. It is used to adjust the valve clearance in the position of the armature shown in broken lines and then closed valve 18.
  • the spring 19 and the pretension of the torsion bar 6 form the spring forces which bring the armature into the intermediate position without excitation of an electromagnet.
  • 1 shows dimensions II for the valve length, 12 for the valve block thickness, 13 for the distance of the axis of the torsion bar 6 from the valve block and 14 for the length of the actuating rod 16.
  • the materials, i.e. H. the thermal expansion coefficients of the valve block 20, the valve 18, the actuating rod 16 and the box la are now selected and matched taking into account the lengths II to 14 so that when the valve 18 is closed, only a small valve clearance occurs despite different temperatures.
  • FIG. 2 which differs only slightly from FIG. 1, the same parts are designated by the same reference numerals.
  • the rest system is missing here; the adjusting screw 17 is connected to the valve stem 18 by means of a valve spring 21.
  • This spring is an overstroke spring that can compensate to a certain extent for different paths of the armature and the valve.
  • the above-mentioned junction box 22 is recorded here.
  • the restoring force of the system is handled here in both directions by the torsion spring.
  • FIG. 3 shows a height adjustment possibility of the drive together with the spring bearing relative to the box 1a or the cylinder block, it consists of a screw 30 and a plate spring 31.
  • the height adjustment option is used to adjust the valve clearance.
  • the base body 1 is pressed more or less strongly against the plate springs 31 by turning the nut 30a of the screw 30 and the distance 13 (FIG. 1) thus varies.
  • both the above-mentioned screw mechanism (30, 30a) can be used, as well as a construction in which the magnet, in accordance with the armature construction, is rotatably supported on one side by means of a lever and can be rotated about an axis. By turning this axis, the residual air gap and valve clearance can be adjusted, since the relative distance between the poles of the opposing magnet yokes changes.
  • the magnet is adjusted, for example, against spring tension using an eccentric cam or a screw mechanism.
  • counter elements are advantageously provided which secure the cam or screw elements.
  • the base body 4 shows a structural unit with two drives for two valves 58a and 58b in a view rotated by 90 (compared to FIGS. 1 to 3).
  • the base body is designated by 41, which is not shown by the screws 45 (corresponding to FIG. 5)
  • the base body 41 carries two support plates 42 and 43, to each of which a torsion bar 46 and 47 is fastened, the support plates can be fastened to the base body 41 by rivets or screws Connection can be effected, for example a square connected to the torsion bar or a toothing in the support plate can be shrunk in.
  • a weld, for example laser welding, can also be used a metal bushing can be shrunk into the armature lever.
  • the support bearings 50 can also be seen here for the free ends of the torsion bars 46 and 47, which are designed in particular as needle bearings.
  • the valves 58 are also here Coupling spring coupled.
  • a threaded nut 59 and a spindle 60 are used for valve adjustment.
  • the actuating rods 60 of two adjacent drives can act on a valve stem 61 (FIG. 5).
  • FIG. 6 shows a cylinder 7 of an internal combustion engine, the piston 72 of which is currently in the upper position.
  • An intake valve 73 and an exhaust valve 74 are shown, which are guided in the cylinder head 75.
  • Valves 73 and 74 are driven by electromagnetic drives housed in boxes 76 and 77. These are screwed onto the cylinder head 75 by screws, not shown.
  • the drives have two electromagnets and an armature mounted on a torsion bar via a connecting part.
  • the torsion bar is dimensioned such that the armature adjusts to an intermediate position without actuating an electromagnet.
  • An actuating rod 78 or 79 is fastened to the connecting part and is connected to the valve stem 73 or 74 via an overtravel spring 80 or 81.
  • the overtravel springs 80 and 81 normally represent a rigid coupling of the valve stem to the actuating rod 78 and 79, respectively. The spring action only occurs if the 7-arm executes a larger stroke than the valve can take
  • the actuating rod including the overtravel spring protrude from the box floor here.
  • the parts will preferably not protrude from the box.
  • the connection between the overtravel spring and the valve stem is detachable: for example, the overtravel springs 80 and 81 have a slot which is inserted into a groove in the valve stem during assembly.
  • the actuating rod 78 or 79 is preferably made of aluminum.
  • At 82 is one Designated spark plug. This could also be housed in one of the boxes.
  • a common cover 83 is provided for the two boxes 76 and 77, into which the suction pipe 84 of the cylinder 71 is integrated.
  • the electronics 85 of the drive unit, for. B. also fixed for several drives. It is thermally insulated from the actual drive by thermal insulation 86. Heatsinks 87 of the electronics protrude into the intake manifold and are thus optimally cooled by the relatively cool intake air.
  • Cover 83 and electronics 84 and heat sink 87 can be fastened by a common screw 88.
  • An openable and closable flap 79 can be integrated in the cover 83 in order to alternately enable resonance suction tube or oscillating suction tube operation.
  • the torsion bar 90 is shown in the box 91.
  • An armature 93 of an electromagnet is shown on the torsion bar via a connecting part 92 and can be moved up and down by two magnets, not shown.
  • the screws 94 are also shown, with which the box 91 is fastened to the cylinder head.
  • the actuating rod 95 (corresponds to 16 in FIG. 1) is not visible attached to the connecting part 92.
  • the carrier 96 which is part of a stroke sensor 97 (e.g. Hall sensor), is also attached to it.
  • FIG. 7 also shows a centering part 98 and a housing centering 99 in the cylinder block. This ensures that the valve coupling is centered by means of the overstroke nut and engages in the valve.
  • a locking device 100 is also provided here, which can be rotated about point 101. It serves as an assembly aid. The seal 102 between the box and the lid can also be seen here. y
  • the electrical connection (contacting) of the magnetic coils with the electronics is very easy to carry out with this arrangement of the electronics, since all contacts can be connected to the circuit board.
  • the stroke sensors can also be accommodated in the electronics (on the circuit board).
  • the possible placement of the spark plugs in the box means “dry” placement, which reduces the amount of insulation and the ignition energy required.

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Abstract

Es wird ein elektromagnetischer Antrieb beschrieben, der zwei sich gegenüberliegende Elektromagnete (2, 3) und einen dazwischen hin- und herbewegbaren Anker (10) aufweist. Der Anker (10) wird durch Federkräfte in einer Zwischenstellung gehalten und durch die Kraft der Elektromagnete (2, 3) in die Endstellung gebracht. Der Anker (10) ist mittels einer Torsionsfeder (6) gelagert und wenigstens ein Antrieb samt Lagerung ist zu einer Baueinheit zusammengefaßt.

Description

Elektromagnetischer Antrieb
Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Antrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein Antrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist, z. B. aus der EP 00 43 42 6 Bl bekannt. Ein Problem bei derartigen Antrieben, insbesondere bei ihrem Einsatz zum Antreiben von Ventilen in Verbrennungsmotoren ist die Wärmeabfuhr aus den Magnetspulen. Es ist bekannt, dieses Problem durch aufwendige Wasser- oder Ölumspülungen zu lösen. Darüber hinaus zeigen die bekannten Lösungen nicht gelöste Probleme, wie z. B. geschlossene Montageeinheit mit elektrischem Anschluß und Justierung der Magnetsysteme auf Restluftspalt.
Aus der DE 36 16 540 AI ist ein elektromagnetischer Antrieb für ein Ventil bekannt, bei dem der Antrieb zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist. Der Anker ist hier durch eine Wälzlagerung gelagert. Zusätzlich wird hier dann außerhalb der Baueinheit noch eine Torsionsfeder mit einem Übertragungshebel benötigt, auf den der Antrieb einwirkt. Es ergeben sich hier große zu bewegende Massen, was einen hohen Leistungsbedarf des Antriebs nach sich zieht.
ORIGINALUNTERLAGEN Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Anker möglichst reibungsarm zu lagern und eine montagefreundliche Anordnung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Erfindung wird eine vorprüfbare Einheit geschaffen, welche bei Anwendung zum Ventilantrieb für viele Motorentypen als Standard, als modulares Montagemodul eingesetzt werden kann.
Es ist kostengünstig gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zwei Antriebe zu einer Baueinheit zusammenzufassen. Wenn hierbei diese beiden Antriebe auf einem gemeinsamen Grundkörper montiert werden, kann das Problem der Wärmeabfuhr durch Einbettung der Spulen in den Grundkörper gut gelöst werden. Man kann eine voll prüfbare Baueinheit schaffen, die über einen gemeinsamen Stecker nach außen verbunden ist Bei der Erfindung kann die Torsionsfeder lang werden, weil die gesamte Breite der Einheit genutzt werden kann. Außerdem kann die Torsionsfeder mit Ventilbetätigung und Anker mit einer Trägerplatte vormontiert werden. Es ist eine gute Justierung des Magnetsystems unter Eliminierung aller Toleranzen möglich, insbesondere auch dann, wenn ein mechanisches Rastsystem verwendet wird, das den Anker in den Endlagen ohne Elektromagneterregung festhält und die Raststellungen als Bezugslagen genutzt werden. Darüber hinaus können die Magnete mittels Schrauben oder Nieten auf den Magnetanker bezogen hinsichtlich des Restluftspaltes justiert und verfestigt werden. Die Unteransprüche enthalten weiter Ausgestaltungen der Erfindung.
Bei den unterschiedlichen Betriebstemperaturen z. B. Kaltstart, Warmlauf, eingeschwungener Zustand, Wiederstart haben die an der Wärmeübertragung beteiligten Bauteile wie Zylinderblock, Ventil und dessen Betätigung unterschiedliche Ausdehnungen mit unterschiedlichem Zeitverhalten. Diese haben dann wiederum Einfluß auf die Ankerlage, d.h. Restluftspalt in geschlossenem Zustand des Ventils, bei der das Magnetsystem wirksam ist. Die unterschiedlichen Restluftspalte bedeuten Aufwand in der Stellungsregelung und höheren elektrischen Leistungsverbrauch bei größeren Luftspalten. Durch entsprechende Materialwahl kann diese Änderung sehr klein gehalten werden.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Grundkörper mit zwei darauf befestigten Antrieben in Seitenansicht samt einem angetriebenen Ventil,
Fig. 2_ und 3 Ausführungsbeispiele ähnlich Figur 1,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel in anderer Ansicht,
Fig. 5 ein durch zwei Antriebe angetriebenes Ventil,
Fig. 6 und 7 Kastenausgestaltungen.
In Figur 1 ist ein Grundkörper mit 1 bezeichnet. Es ist in der Darstellung der Fig 1 im wesentlichen nur ein Antrieb zu erkennen. Der zweite liegt dahinter. Der sichtbare Antrieb weist zwei Elektromagnete 2 und 3 auf, deren Joche durch Schrauben 4 mit dem Grundkörper verbunden sind. Die Wicklungen der Elektromagnete 2 und 3 sind hier der Einfachheit halber nur schematisch dargestellt. Der Grundkörper 1 ist mittels Schrauben 5 an einem Kasten la befestigt, der seinerseits mittels Schrauben 5a am Zylinderblock 20 befestigt ist. Zwischen den Magnetpolen der Elektromagnete 2 und 3 ist ein Anker 10 vorgesehen, der durch eine Torsionsfeder z. B. einen Drehstab 6 beweglich gelagert ist. Der Drehstab 6 und der entsprechende Drehstab 7 für den Anker des anderen Antriebs sind zur Verdeutlichung perspektivisch dargestellt. Sie sind im Grundkörper eingebettet, einseitig in diesen eingespannt (der Drehstab 6 bei 8) und am anderen Ende, z. B. mittels eines Nadellagers gelagert. Ein Ankerhebel 9 ist das Verbindungselement zwischen Drehstab 6 und Anker 10.
Rechts oben ist ein Rastsystem vorgesehen, das aus einer um eine Achse 11 kippbaren Wippe 12, einem Rastmagneten 13, einer Feder 14 und einer kugelgelagerten Rastrolle 15 besteht, die in den Endstellungen des Ankers über, bzw. unter den Anker schnappt und diesen in den Endstellungen festhält. Auf die Rastrolle wird später nochmals eingegangen. Im Grundkörper kann eine nicht sichtbare Anschlußdose für einen Stecker vorgesehen sein.
Der Anker 10 betätigt über eine Betätigungsstange 16 und eine Stellschraube 17 ein Ventil 18 entgegen der Kraft einer Feder 19. Durch die Stellschraube 17 kann die Länge der Betätigungsstange 16 verändert werden. Sie dient der Einstellung des Ventilspiels bei der strichpunktiert gezeichneten Stellung des Ankers und dann geschlossenem Ventil 18. Die Feder 19 und die Vorspannung des Drehstabs 6 bilden die Federkräfte, die ohne Erregung eines Elektromagneten den Anker in die Zwischenstellung bringen.
In der Fig 1 sind Maße II für die Ventillänge, 12 für die Ventilblockdicke, 13 für den Abstand der Achse des Drehstabs 6 vom Ventilblock und 14 für die Länge der Betätigungsstange 16 eingetragen. b
Die Materialien, d. h. die Wärmeausdehnungskoeffizienten des Ventilblocks 20, des Ventils 18, der Betätigungsstange 16 und des Kastens la sind nun unter Berücksichtigung der Längen II bis 14 so gewählt und aufeinander abgestimmt, daß bei geschlossenem Ventil 18 trotz unterschiedlicher Temperaturen jeweils nur ein geringes Ventilspiel auftritt.
In Fig 2, die sich von Fig 1 nur geringfügig unterscheidet, sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Es fehlt hier das Rastsystem; die Verstellschraube 17 ist mittels einer Ventilfeder 21 mit dem Ventilschaft 18 verbunden. Diese Feder ist eine Überhubfeder, die unterschiedliche Wege des Ankers und des Ventils in gewissem Umfang ausgleichen kann. Außerdem ist hier die oben erwähnte Anschlußdose 22 aufgezeichnet. Die Rückstellkraft des Systems wird hier in beiden Richtungen von der Torsionsfeder erledigt.
In Fig. 3 ist eine Höhenverstellmöglichkeit des Antriebs samt Federlagerung gegenüber dem Kasten la bzw. dem Zylinderblock dargestellt, sie besteht aus einer Schraube 30 und einer Tellerfeder 31.
Die Höhenverstellmöglichkeit dient der Ventilspieleinstellung. Bei gelösten Schrauben 5 wird durch Verdrehen der Mutter 30a der Schraube 30 der Grundkörper 1 mehr oder weniger stark gegen die Tellerfedern 31 gedrückt und damit der Abstand 13 (Fig 1) variiert.
Alternativ ist es auch möglich, daß zur Ventilspiel- oder Restluftspalteinstellung nur der obere Magnet verstellbar ist. Nach richtiger Ventilspieleinstellung bezogen auf einen entsprechenden Restluftspalt wird der Grundkörper 1 durch die Schrauben 5 an dem Kasten festgeschraubt. Zur Verstellung nur des oberen Magneten kann sowohl der obengenannte Schraubmechanismus (30,30a) eingesetzt werden, als auch eine Konstruktion, bei der der Magnet, entsprechend der Ankerkonstruktion, mittels eines Hebels einseitig gelenkig um eine Achse drehverstellbar gelagert ist. Durch eine Verdrehung um diese Achse sind Restluftspalt und Ventilspiel einstellbar, da sich der relative Abstand zwischen den Polen der sich gegenüberliegenden Magnetjoche verändert.
Die Verstellung des Magneten erfolgt beispielsweise gegen eine Federspannung mittels eines exzentrischen Nocken oder über einen Schraubenmechanismus. Vorteilhafterweise werden zur Gewährleistung einer dauerhaften Verstellung Konterelemente vorgesehen, die die Nocken- oder Schraubenelemente sichern.
In Fig. 4 ist eine Baueinheit mit zwei Antrieben für zwei Ventile 58a und 58b in einer um 90 ( gegenüber Fig. 1 bis 3 gedrehten Sicht gezeigt. Der Grundkörper ist mit 41 bezeichnet, der durch die Schrauben 45 (entsprechend 5) am nicht gezeigten Kasten befestigt werden kann. Der Grundkörper 41 trägt zwei Trägerplatten 42 und 43, an denen je ein Drehstab 46 und 47 befestigt ist. Die Trägerplatten können durch Nieten oder Schrauben am Grundkörper 41 befestigt sein. Die Befestigung des Drehstabs in der Trägerplatte kann durch eine formschlüssige Verbindung bewirkt werden, z.B. kann ein mit dem Drehstab verbundener Vierkant oder eine Verzahnung in der Trägerplatte eingeschrumpft sein. Auch kann eine Verschweißung z.B. Laserschweißung verwendet werden. Die Verbindung von den Drehstäben zu den Ankerhebeln 49 kann in gleicher Weise erfolgen. Zum Verschweißen mit dem Drehstab kann in dem Ankerhebel eine Metallbuchse eingeschrumpft sein. Zu erkennen sind hier auch die Stützlager 50 für die freien Enden der Drehstäbe 46 und 47, die insbesondere als Nadellager ausgebildet sind. Die Ventile 58 sind auch hier über eine Überhubfeder angekoppelt. Eine Gewindemutter 59 und eine Spindel 60 dienen der Ventileinstellung.
Zur Betätigung eines großen Ventils (z.B. bei 3-Ventil-Motoren) können die Betätigungsstangen 60 zweier benachbarter Antriebe auf einen Ventilschaft 61 einwirken (Fig. 5) .
In Fig 6 ist ein Zylinder 7 eines Verbrennungsmotors gezeigt, dessen Kolben 72 sich gerade in der oberen Stellung befindet. Es sind ein Einlaßventil 73 und ein Auslaßventil 74 gezeigt, die im Zylinderkopf 75 geführt sind. Die Ventile 73 und 74 werden durch elektromagnetische Antriebe angetrieben, die in Kasten 76 und 77 untergebracht sind. Diese sind durch nicht gezeigte Schrauben auf dem Zylinderkopf 75 aufgeschraubt. Die Antriebe weisen, wie oben gezeigt, zwei Elektromagnete und einen an einem Drehstab über ein Verbindungsteil gelagerten Anker auf. Der Drehstab ist derart bemessen, daß sich der Anker ohne Ansteuerung eines Elektromagneten in eine Zwischenstellung einstellt. An dem Verbindungsteil ist eine Betätigungsstange 78 bzw. 79 befestigt, die über eine Überhubfeder 80 bzw. 81 mit dem Ventilschaft 73 bzw. 74 verbunden ist. Die Überhubfedern 80 und 81 stellen im Normalfall eine starre Ankopplung des Ventilschafts an die Betätigungsstange 78 bzw. 79 dar. Nur wenn der 7Λnker einen größeren Hub ausführt als das Ventil mitmachen kann, tritt die Federwirkung ein.
Die Betätigungsstange einschließlich der Überhubfeder ragen hier aus dem Kastenboden heraus. Zum besseren Schutz werden die Teile jedoch vorzugsweise nicht aus dem Kasten herausragen. Die Verbindung zwischen Überhubfeder und Ventilschaft ist lösbar: z.B. weisen die Überhubfedern 80 und 81 einen Schlitz auf , der bei der Montage in eine Rille des Ventilschafts eingeschoben wird. Aus Wärmeausdehnungsgründen wird die Betätigungsstange 78 bzw. 79 vorzugsweise aus Aluminium hergestellt. Mit 82 ist eine Zündkerze bezeichnet. Diese könnte auch in einem der Kästen untergebracht sein.
Für die beiden Kästen 76 und 77 ist ein gemeinsamer Deckel 83 vorgesehen, in den das Saugrohr 84 des Zylinders 71 integriert ist. An der unteren Wand 84a des Saugrohrs 84 ist die Elektronik 85 der Antriebseinheit, z. B. auch für mehrere Antriebe befestigt. Sie ist durch eine Wärmeisolation 86 gegenüber dem eigentlichen Antrieb wärmeisoliert. Kühlkörper 87 der Elektronik ragen in das Saugrohr hinein und werden so von der relativ kühlen TΛnsaugluft bestens gekühlt. Deckel 83 und Elektronik 84 und Kühlkörper 87 können durch eine gemeinsame Schraube 88 befestigt sein. Im Deckel 83 kann eine offen - und verschließbare Klappe 79 integriert sein, um abwechselnd einen Resonanzsaugrohr - oder Schwingsaugrohrbetrieb zu ermöglichen.
In Fig. 7, die im wesentlichen mit der linken Hälfte der Fig. 6 übereinstimmt, ist der Drehstab 90 im Kasten 91 gezeigt. Am Drehstab ist über ein Verbindungsteil 92 ein Anker 93 eines Elektromagneten gezeigt, der durch zwei nicht gezeigte Magnete auf- und abbewegt werden kann. Hier sind auch die Schrauben 94 gezeigt, mit denen der Kasten 91 am Zylinderkopf befestigt ist. An dem Verbindungsteil 92 ist nicht sichtbar die Betätigungsstange 95 ( entspricht 16 der Fig. 1) befestigt, An ihr ist auch der Träger 96 befestigt, der Teil eines Hubsensors 97 ( z. B. Hall-Sensor) ist.
Fig. 7 zeigt auch ein Zentrierteil 98 und im Zylinderblock eine Gehäusezentrierung 99. Hierdurch wird gewährleistet, daß sich die Ventilankopplung mittels der Überhubmutter zentriert und im Ventil einrastet. Auch ist hier eine Rasteinrichtung 100 vorgesehen, die um den Punkt 101 verdrehbar ist. Sie dient als Montagehilfe. Auch ist hier die Abdichtung 102 zwischen Kasten und Deckel erkennbar. y
Wenn von einer Unterbringung in einem Kasten die Rede ist, so ist hierunter auch zu verstehen, daß der Kasten erst bei der Montage auf dem Zylinderblock aus verschiedenen Teilen entsteht.
Durch die Integration des Saugrohres in den Deckel des Kastens werden Kosten und Gewicht eingespart. Durch die wenigstens teilweise Unterbringung der Elektronik der Antriebseinheit oder zumindest deren Kühlkörper im relativ kühlen Saugrohr einerseits und der Isolierung der Elektronik, wird die Elektronik einer nur geringen Wärmebelastung ausgesetzt, was zu einer wesentlich verringerten Ausfallrate der Elektronikbauteile führt. (Arrhenius-Gesetz)
Es läßt sich hier relativ einfach ein Schaltsaugrohr mit Steuereinrichtung integrieren.
Die elektrische Verbindung (Kontaktierung) der Magnetspulen mit der Elektronik ist bei dieser Anordnung der Elektronik sehr einfach auszuführen, da alle Kontakte mit der Leiterplatte verbunden werden können. Auch können die Hubsensoren in der Elektronik ( auf der Platine) untergebracht werden. Die mögliche Unterbringung der Zündkerzen in dem Kasten bedeutet eine „trockene" Unterbringung, wodurch sich der Isolationsaufwand und die benötigte Zündenergie verringert.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromagnetischer Antrieb mit zwei Elektromagneten, insbesondere deren Polflächen wenigstens teilweise einander zugewandt sind und mit einem zwischen diesen Polflächen hin- und herbewegbaren Anker, der bei abgeschalteten Magneten durch Federkräfte in eine Zwischenstellung gebracht und dort gehalten wird und bei Einschalten eines der Elektromagnete in eine Endstellung in der Nähe der Polflächen des entsprechenden Elektromagneten gebracht wird, wobei der Anker auf ein anzutreibendes Teil einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker mittels einer Torsionsfeder (6) gelagert ist, die die Federkräfte zumindest teilweise erzeugt und daß wenigstens ein Antrieb (2, 3, 10) samt Lagerung (6) zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist, und daß diese Baueinheit auf einem Bauteil befestigt ist, das das anzutreibende Teil enthält.
2. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit zwei -Antriebe (2, 3, 10) umfaßt, die auf einem gemeinsamen Grundkörper (1) montiert sind.
3. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit die beiden Antriebe (2, 3, 10) samt Lagerung (6, 7) umfaßt.
4. Elektromagnetischer -Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (oder mehrere Baueinheiten) auf einem Halte- oder Trägerelement, insbesondere in einem weitgehend geschlossenen Kasten (la) untergebracht ist (sind) .
5. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete (2 3) mittels Schrauben (4) oder Nieten, am Grundkörper (1) befestigt sind, und die Restluftspalteinstellung durch Justage des Ma- gnetsystemes vor der Befestigung erfolgt.
6. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfedern (6, 7) auf annähernd gleicher Höhe nebeneinander oder untereinander angeordnet sind.
7. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfedern (6, 7) im Grundkörper (1) abgestützt und gelagert sind.
8. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er einen
Steckverbinderanschluß 21 aufweist und als überprüfbare Einheit ausgebildet ist. (Fig 2)
9. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die einzelnen Antriebe zum Antreiben je eines Ventils eines Verbrennungsmotors dienen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventilspieleinstellschraube (17) vorgesehen ist, zur Einstellung des Ventilspiels.
10. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die einzelnen Antriebe zum Antreiben je eines Ventils eines Verbrennungsmotors dienen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ventilspieleinstellung jede Baueinheit mittels einer Versteileinrichtung (30, 30a) verstellbar ist.
11. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ventilspiel- oder Restluftspalteinstellung der obere Magnet (3) verstellbar ist.
12. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet, insbesondere über einen Hebel als Verbindungselement, einseitig gelenkig um eine Achse drehverstellbar gelagert ist.
13. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet über einen Nocken- oder Schraubenmechanismus um die Achse drehverstellbar ist.
14. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Wicklungen
(20) der Elektromagnete mit dem Grundkörper (1) in Berührung stehen.
15. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebe ein Ventil antreiben (Fig 5)
16. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder (46, 47) an einem Ende in eine Trägerplatte (42, 43) eingespannt ist und am freien Ende mit einem eine Verbindung zum Anker (10) bildenden Ankerhebel (49) verbunden ist und daß die Trägerplatte (42, 43), die Torsionsfeder (46, 47) und der Ankerhebel
(49) eine Montageeinheit bilden, die in der Baueinheit kraft- oder formschlüssig befestigt ist.
17. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Torsionsfeder (46, 47) eine Abstützlagerung (50) aufweist.
18. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützlagerung ein Nadellager ist.
19. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder (46, 47) mit der Trägerplatte (42, 43) und dem Ankerhebel verschweißt ist.
20. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder durch entsprechendes Profil über form- oder kraftschlüssige Verbindungen mit der Trägerplatte und dem Ankerhebel verbunden sind.
21. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgestaltungen und die Materialien des Ventilblocks, des Ventils (18) und des Betätigungsglieds (16) derart gewählt sind, daß in der Schließstellung des Ventils (18), bei unterschiedlichen Motortemperaturen ein möglichst geringer Einfluß auf den Ankerhub oder das Ventilspiel auftritt.
22. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkräfte durch einen Torsionsstab (6) und eine Druckfeder (19) am Ventil erzeugt werden. (Fig 1)
23. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 8 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Antriebe auf ein Ventil wirken.
24. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Halte- oder Trägerelement, insbesondere der Kasten (la; 6, 7) mit seinem Boden auf dem Zylinderkopf (20; 75) aufgesetzt und mit ihm verbunden ist.
25. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (6, 7) einen Deckel (73) aufweist, und daß in diesem das Saugrohr (84) eines Zylinders (71) des Verbrennungsmotors integriert ist.
26. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik (85) der Antriebseinheit wenigstens teilweise im Saugrohr (84) angeordnet ist.
27. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlkörper (87) der Elektronik (85) der /Antriebseinheit in das Saugrohr (84) hineinragen.
28. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik (85) gegenüber den 7Λntrieben wärmeisoliert ist. (Isolation 86)
29. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Zündkerze in dem Kasten untergebracht ist.
30 Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsglieder (16, 78,79) aus Aluminium bestehen.
31. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil eine Rasteinrichtung (100) als Montagehilfe aufweist.
32. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 24 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (76, 77) ein Zentrierteil (98) aufweist und im Zylinderblock eine Zentrierung (99) für den Kasten (76, 77) vorgesehen ist.
33. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 24 bis 32,- dadurch gekennzeichnet, daß in der Deckeleinheit (83) ein Schaltsaugrohr (89) Steuereinheit integriert ist.
34. Elektromagnetischer Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckeleinheit (83) mit Schrauben (88) mit dem abgedichteten Kasten verbunden ist.
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