DE10000045A1 - Elektromagnetischer Aktuator - Google Patents

Elektromagnetischer Aktuator

Info

Publication number
DE10000045A1
DE10000045A1 DE10000045A DE10000045A DE10000045A1 DE 10000045 A1 DE10000045 A1 DE 10000045A1 DE 10000045 A DE10000045 A DE 10000045A DE 10000045 A DE10000045 A DE 10000045A DE 10000045 A1 DE10000045 A1 DE 10000045A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
electromagnetic actuator
actuator according
armature
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10000045A
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE10000045A priority Critical patent/DE10000045A1/de
Priority to PCT/EP2000/013322 priority patent/WO2001049982A1/de
Priority to EP00988809A priority patent/EP1157194A1/de
Publication of DE10000045A1 publication Critical patent/DE10000045A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
    • F01L9/21Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids
    • F01L2009/2105Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids comprising two or more coils
    • F01L2009/2109The armature being articulated perpendicularly to the coils axes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Es wird ein elektromagnetischer Aktuator beschrieben. der ein Ventil eines Verbrennungsmotors antreibt. Hier wird durch Magnetkraft unter Witwirkung zweier entgegengesetzt gerichteter Federkräfte ein Anker angetrieben. Die Ankerbewegung wird mittels eines Ventilausgleichelements auf den Ventilschaft übertragen. DOLLAR A Dieses hydraulische Spielausgleichselement ist direkt am Anker angebracht und ist vorzugsweise über eine flexible Leitung mit einer Druckquelle verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Aktuator mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Hydraulische Ventilspielausgleichselemente sind bekannt. Sie werden zur Eliminie­ rung von Ventilverschleiß und Längenänderungen durch Temperatureinflüsse be­ nutzt.
Beim Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (EP 0814238 A1) ist das Spielausgleichselement zwischen dem Ankerstößel und dem Ventilschaft an­ geordnet und verschiebbar gelagert und die Druckmittelzufuhr erfolgt über einen Ringspalt. Dadurch entstehen zusätzliche Leckölverluste und es tritt viskose Rei­ bung, insbesondere bei tiefen Temperaturen auf. Das Ausgleichelement ist hier lose zwischen Ankerstößel und Ventilschaft zwischengeschaltet.
Aus der DE 197 48 162 A1 ist ein hydraulischer Spielausgleich für ein Nockenwellen­ antrieb von Ventilen bekannt. Hier ist das Spielausgleichselement in einem auf die Ventilschäfte einwirkenden Schwenkhebel untergebracht und die Druckzufuhr erfolgt durch den Schwenkhebel hindurch. Der Schwenkhebel ist auf einer feststehenden Welle mit einer Bohrung zur Ölzuführung gelagert.
Problematisch ist beim hydraulischen Spielausgleich generell die Entlüftung des Raums, da das Vorhandensein von Luft eine zusätzliche Elastizität im Ventiltrieb zur Folge hat. Kritisch ist auch die Einstellung des Rückschlagventils. Dieses erfordert einen niedrigen Öffnungsdruck, da der Motor abhängig von Temperatur und Dreh­ zahl einen Öldruck im Bereich 0,5-6 bar liefert und dieses Ventil auch bei kleinem Versorgungsdruck ansprechen muß. Ein weiteres Problem entsteht durch die Leckage bei Motorstillstand. Dies hat zur Folge, daß bei längerem Stillstand die ersten Ventilhübe ohne Spielausgleich laufen, was Geräusch und Verschleiß verursacht. Bei elektromagnetischer Ventilsteuerung entsteht ein zusätzliches Problem, indem bei den Aktuatoren die Mittellage sich verändert und ein Anschwingen, insbesondere bei tiefen Temperaturen erschwert ist.
Zur besseren Entlüftung ist bei konventionellen Spielausgleichelementen der Stell­ kolben in einem Ringkolben gelagert, damit über den Ringkolben die Luft entweichen kann. Dies ist in der DE 197 48 162 A1 dargestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen hydraulischen Ventilspielausgleich zu schaffen, der die vorn erwähnten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Unteransprüche beinhalten Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Grundge­ dankens.
Ein sehr wesentlicher Punkt für einen hydraulischen Ventilspielausgleich bei einem elektromagnetischen Ventiltrieb sind dessen Dichtheit, bzw. Maßnahmen, die verhin­ dern, daß Hydraulikflüssigkeit, z. B. ÖL zum Anker gelangt. Die folgende Beschrei­ bung wird verschiedenen Maßnahmen zum Erreichen dieses Ziels aufzeigen.
Die erfindungsgemäße Lösung vermeidet einen zusätzlichen Ringspalt für die Druckmittelzuführung mit der damit verbundenen Leckage und der damit verbunden viskosen Reibung, indem gemäß einer Lösung die Druckzufuhr durch eine flexible Leitung, z. B. ein biegsames Röhrchen erfolgt. Gemäß einer zweiten Lösung erfolgt die Zufuhr bei einem um eine Achse geschwenkten Anker durch eine Bohrung im Anker hindurch. Die Druckmittelzuführung erfolgt hier über das Ankerrohr und eben­ falls einen Ringspalt. Hier sind jedoch die Gleitgeschwindigkeiten im Vergleich zur Ventilachse erheblich kleiner.
Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Lösung, daß die Wärme des Aktuators gut abgeführt wird, weil der Aktuator direkt auf dem Zylinderkopf sitzt. Die zusätzlich zu bewegende bewegliche Masse durch das Ventilspielausgleichselement ist bei einem schwenkbaren Anker relativ gering, weil dieses durch einen einfachen Konstruktions­ aufbau sehr leicht gestaltet werden kann und dieses Teil auch zugleich die Ventilbe­ tätigung übernimmt.
Es wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein einfaches hydraulisches Ventil­ spielausgleichselement geschaffen, das einen Stellkolben und eine Kugelaufnahme für das Rückschlagventil in einer Durchgangsbohrung ohne übliches Sackloch auf­ weist. Normalerweise sind zwei Hülsen, die ineinander gleiten, mit zwei Bohrungen und zugehörigen Paßflächen vorgesehen. Die Entlüftung erfolgt bei der Erfindung über den Ringspalt der Kugelaufnahme. Für das Rückschlagventil wird bei der Erfin­ dung eine Blattfeder an Stelle einer Spiral-Druckfeder verwendet. Die Blattfeder wird nach Einstellung einer gewünschten Vorspannung mit dem Kugelaufnahmekörper verschweißt. Hieraus ergeben sich kleine Toleranzen. Es kann eine Kugel mit relativ großem Kugeldurchmesser verwendet werden. Konventionell ist der Kugeldurchmes­ ser etwa 30% des Kolbendurchmessers; bei der Erfindung ca. 60%. Hierdurch ist ein kleiner Öffnungsdruck gewährleistet. Es können zusätzliche Füllkörper verwendet werden, die den schädlichen Raum verringern, wodurch eine steife Übertragung der Ankerbewegung auf das Ventil erreicht wird. Die Kappe des erfindungsgemäßen Ventilspielausgleichelements weist einen nach unten führenden Leckölkanal auf. Somit kann das Lecköl zur Schmierung der Kraftübertragungsteile zum Ventil und der Ventilführung benutzt werden, was einer Tröpfchenschmierung entspricht. Bei einem Schwenkanker erfolgt die Ventilankopplung über ein kalottenförmiges Gleitstück. Dieses kann im Gegensatz zum Stand der Technik (DE 197 50 806 A1) mittels einer Kronenfeder mit dem Ventilschaft verbunden sein.
Alternativ kann auch ein biegsamer Ventilschaft mit kalottenförmigem Übertragungs­ element benutzt werden, um eine geringere Querkraft auf die Ventilfeder zu erzeu­ gen.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 den Aufbau der Aktuatoren auf dem Zylinderkopf schematisch dargestellt
Fig. 2 ein Detail der Fig. 1
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des hydraulischen Ventil­ spielausgleichelements
Fig. 4 alternative Ausgestaltungen des Ventilspielausgleich­ elements der Fig. 3
Fig. 5 eine weitere Alternative zu den Lösungen der Fig. 3 und 4
Fig. 6 eine Anordnung zur Aufrechterhaltung des im Ventilspiel­ ausgleichelement benötigten Drucks einer Druckquelle
In Fig. 1 ist mit 1 der Zylinderblock eines Motors gezeigt. Auf diesem sitzen in einem Aktuatorträger 2 in zwei nebeneinander liegenden Reihen mehrere Aktuatoren, von denen in der Zeichnung die beiden vorderen Aktuatoren 3 und 4 sichtbar sind. Sie sind in Richtung in die Zeichnungsebene hinein gegeneinander versetzt. Der Ak­ tuatorträger ist durch eine Schraube 2a am Zylinderkopf oder einem Zwischenstück befestigt. Die Aktuatoren umfassen am Aktuator 3 gezeigt zwei Elektromagnete 3a und 3b und einen um die Achse 3c schwenkbaren. Anker 3d, an dessen linken Ende ein Spielausgleichselement 5 angeordnet ist. Mit 6 ist der dem Aktuator 3 zugeord­ nete Ventilschaft bezeichnet. Von einer Ölbohrung 9 im Zylinderblock 1 führt eine flexible Leitung, z. B. ein biegsames Rohr 8 zum Spielausgleichselement 5. Dieses Rohr 8 ist um die Drehstabaufnahme 3f und die Ankerlagerung 3f herumgeführt. Die Verbindung von Ölbohrung 7 und Rohr 8 ist durch ein Anschlußstück 7 mit O-Ring bewerkstelligt.
Fig. 2 zeigt vergrößert teilweise den linken Aktuator 4 der Fig. 1 mit dem Anker 20, der am Ankerrohr 21 befestigt ist, das um die Achse 23 schwenkbar ist. Im Innern des Rohrs 21 verläuft eine Drehfeder 24 mit der das Rohr 21 verbunden ist; die Drehfeder erzeugt zumindest zum Teil die Federkräfte, die auf den Anker 20 einwir­ ken. Teilweise sichtbar und dem Anker 20 gegenüberstehend sind die Pole 25 mit der Wicklung 26 gezeigt. Der innere Aufbau des Ankerrohrs mit der Drehfeder wird später gezeigt.
An dem Anker 20 ist das Gehäuse 27 eines hydraulischen Ventilspielausgleichele­ ments 28 befestigt, dessen Kolben 28a über eine Kugelkalotte 28b auf den Ventilschaft 29 einwirkt. Dem Ventil zugeordnet ist eine nicht gezeigte Ventilfeder, die eine Federkraft nach oben auf den Ventilschaft 29 ausübt. Das Ventilspielausgleichsele­ ment kann in bekannter Weise aufgebaut sein und funktionieren.
Die Fig. 3 zeigt gegenüber dem Stand der Technik ein anders aufgebautes Element 31, dessen Gehäuse 31a bei 32 an den Anker 33 angelötet, eingeschrumpft oder angeschweißt ist. Das Gehäuse 31a des Ausgleichelements 31 weist eine durchge­ hende Bohrung auf, in die eine Kugelaufnahme 31c samt Kugel 31b und ein Stellkol­ ben 31d eingeführt sind. Am unteren Ende weist der Stellkolben 31d eine Kugelka­ lotte 31e auf, die auf einem Gleitstück 31f aufliegt. Diese Kalotte 31e wirkt auf das Gleitstück 3f ein, welches auf dem Ventilschaft 34 aufliegt und bedingt durch die Schwenkung des Ankerhebels quer darauf gleitet. Gehalten wird das Gleitstück 31e durch eine Zentrierfeder 36, die mit dem Schaft 34 verbunden ist und damit das Gleitstück im Gegensatz zum Stand der Technik mit dem Ventilschaft 34 verbindet. Im vorgenannten Stand der Technik (DE 197 50 806 A1) ist dieses Gleitstück mit dem Stellkolben verbunden Die Zentrierfeder 36 ermöglicht die Querbewegungen des Gleitstücks. Zur Gewichtsreduzierung weist der Stellkolben 31d wenigstens eine Bohrung 31g auf.
Die Kugelaufnahme 31c stützt sich über eine Ringfeder 31h auf dem Gehäuse 31a ab. Diese bildet zusammen mit der Kugel 31b und einer Feder 31i ein Rückschlag­ ventil als wesentliches Funktionselement des hydraulischen Ausgleichelements. Die Feder 31i ist hier eine Blattfeder, wie sie z. B. in Fig. 3a gezeigt ist. Diese Feder ist aus der Stirnseite eines Topfes, z. B. ausgestanzt. Sie bewirkt eine Vorspannung auf die Kugel. Die gewünschte Vorspannung der Kugel wird dadurch erzielt, daß der Topf über eine kraftmeßgesteuerte Aufnahme auf die Kugelaufnahme hin bewegt und dann verschweißt wird. Die Schweißstelle ist mit 41k gekennzeichnet, Hierdurch lassen sich kleine und eng tolerierte Vorspannkräfte erzielen.
Entlüftet wird vorwiegend über den Ringspalt zwischen der Kugelaufnahme und dem Gehäuse.
Auf das Gehäuse 31a ist eine Kappe 38 aufgesetzt und an der Stelle 31l verrastet. Diese Kappe 38 ist mit der Druckmittelzuführung 37 verbunden und in der Zeichnung 90° versetzt dargestellt. Diese Druckmittelzuführung erfolgt über ein biegsames, flexibles Rohr, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Es muß vermieden werden, daß Lecköl zum Anker 33 gelangt, weil dieses die Dynamik beeinflussen würde. Es ist deshalb in der Kappe ein Leckölkanal 31m vorgesehen, der austretendes Lecköl sammelt und nach unten führt. Dieses Öl dient zur Schmierung der Kraftübertra­ gungsteile 31e, 31f und 34 und der Ventilführung.
Zusätzlich ist mit dem Gehäuse 31a ein Ölabweisblech 39 dicht verbunden, damit von oben oder seitlich von der Kappe 38 oder den Spalten im Gehäuse kein Öl zum Anker gelangen kann.
Mit der Hintereinanderschaltung von Stellkolben und des Rückschlagventils ist ge­ genüber dem Stand der Technik ein vereinfachtes Ventilausgleichselement entstan­ den, das kostengünstiger ist und einen kleineren Einbauraum erfordert.
Das Gehäuse 31a kann auch samt des flexiblen Rohrs umspritzt sein und das Rohr­ ende kann eingeschweißt sein.
Fig. 4 zeigt eine Lösung, bei der der Ventilschaft 44 teilweise biegsam ausgebildet ist, um die Querbewegung, die durch den Ankerhebel entsteht, von dem biegsamen Ventilschaftteil auffangen zu lassen. Die Kalotte 41e des Stellkolbens 41c wirkt auf das Anschlußstück 41f. Auch ist in dieser Figur ein Rohranschlußstück 49 in das Ge­ häuse 41a eingeschweißt. Das biegsame Rohr 47 wird über einen O-Ring 47a abge­ dichtet. Auch sind hier zur Reduzierung des Raumes Füllstücke 48 eingebracht.
Ähnlich der Fig. 3 ist auch hier eine Kappe 40 in das Gehäuse 41a eingerastet. Die Kappe enthält ebenfalls einen Leckölkanal 41m und der Anker ist durch ein Ölab­ weisblech vom Öl geschützt. Der Stellkolben 41c kann lippenartig gestaltet sein. Da­ mit kann der beim Ventilhub entstehende große Druck zu einer elastischen Verfor­ mung der Lippen führen, was einen reduzierten Leckölfluß zur Folge hat.
Im Vergleich zu der in Fig. 3 gezeigten Lösung mit Gleitstück entfällt dessen Reibung auf dem Ventilschaft. Dadurch wird die Ventilführung mit geringeren Querkräften be­ lastet.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 wird die Druckzuführung zum Ventilausgleiche­ lement 50 über einem Kanal 51 im Anker 52 vorgenommen. Das Druckmittel gelangt über den Ringkanal zwischen Ankerrohr 55 und Drehfeder 56 in den Kanal 51 im An­ ker und einen entsprechenden Kanal 51a des Gehäuses 50a zum Ausgleichsele­ ment.
Fig. 5a zeigt ein Schnittbild des Ankerrohres 55 in dem die Drehfeder 56 angeordnet ist. Diese Drehfeder ist auf der einen Seite in das Ankerrohr 55 und auf der anderen Seite in den Aktuatorträger eingepreßt. An diesen ist die Druckmittelzufuhr 51b an­ geschlossen. Das Druckmittel gelangt also über diese Leitung 51b in den beschrie­ benen Ringkanal zwischen Ankerrohr 55 und Drehfeder 56 und weiter in den Kanal 51 des Ankers 52 und 51a des Gehäuses 50a zum Ausgleichselement 50. Das An­ kerrohr ist beidseitig im Aktuatorträger 55b und 55a in Lagern 55c und 55d gelagert. Bei dem Einsatz von Gleitlagern, kann das Lager 55d über eine Bohrung und einen Ölkanal mit Öl geschmiert werden. Hier kann dann das Ende der Drehfeder mit dem Ankerrohr dicht verschweißt werden. Das Ankerrohr hat auf der einen Seite einen Flansch 55f, der an dem Lager anliegt. Die Aktuatorträger 55a und 55b sind mit dem Joch verspannt. Die Verspannung kann, z. B. über Schrauben erfolgen, die hier nicht dargestellt sind. Der in der Fig. 5 gezeigte Anker 52 ist, z. B. mit dem Ankerrohr 55 verschweißt. Zur Reduzierung der Leckölverluste wird die Drehfeder mit dem Anker­ rohr soweit in den Aktuatorträger 55a eingepreßt, bis der Flansch 55f auf dem Lager 55c mit geringem Spiel aufliegt.
Zur Minimierung der Leckölverluste kann wie Fig. 5b zeigt zwischen Lager 55e und Flansch 55f eine Gleitringdichtung 55i eingesetzt sein.
Der Ausschnitt A ist in der Fig. 5c vergrößert dargestellt, Die Gleitringdichtung 55i liegt auf der einen Seite am Flansch 55f an und auf der anderen Seite auf dem La­ gergehäuse 55h des Nadellagers an. Zur bleibenden Verspannung sind die Dichtlip­ pen in einen O-Ring 55l eingebettet. Damit auch hier kein Lecköl auf den Anker ge­ langt ist auf dem Lagerflansch 55f ein dünner Blechring 55k aufgebracht.
Diese Art der Druckmittelzufuhr stellt eine Alternative zum flexiblen Rohr der Fig. 1, 2 und 3 dar. Diese Lösung nach Fig. 5 ist mit weniger Entwicklungsaufwand und Risiko darstellbar, da z. B. Dauerstandfestigkeit und Resonanzschwingungen hier kein Problem darstellen. Alternativ ist in Fig. 5d ein flexibles Rohr 53 zwischen der Druck­ quelle und Ankerrohr 55 vorgesehen, wobei das Druckmittel über den Spalt zwischen der Rohrinnenwand 55a und der Drehfeder 56 zum Kanal 51 gelangt.
Eingangs wurde auf die Problematik der Leckage und des Aussetzens des Spielaus­ gleichelements nach einem Motorstillstand hingewiesen. Diese Problematik wird ge­ löst durch eine vom Aktuator angetriebenen Freikolbenpumpe.
Fig. 6 beschreibt die Druckversorgung. In Fig. 6 ist ein Hebel 60 gestrichelt gezeigt, der mit dem Ankerrohr verbunden ist, an dessen Ende wieder das Ventilausgleich­ selement angeordnet ist (nicht gezeigt). Unter dem Hebel 60 ist eine Wippe 62 ge­ zeigt, die auf der einen Seite einen Nocken 63 trägt und sich auf einer Feder 64 ab­ stützt. Die andere Seite der Wippe 62 steht mit einem Freikolben 65 in Verbindung, der mit einem Zylinderraum 66 mit einer schwachen Feder 66a zusammenarbeitet. Zwei Rückschlagventile 67 und 68 vervollständigen die Anordnung zu einer Freikol­ benpumpe. Über das Rückschlagventil 67 ist die Ölpumpe 69 des Motors ange­ schlossen; der Ausgang mit dem Rückschlagventil 68 führt zu den hydraulischen Ventilausgleichselementen 70.
Liefert die Ölpumpe 69 genügend Druck z. B. mehr als 4 bar, so steht der Freikolben 65 in der gezeichneten Stellung, in der die Wippe 62 von der Bewegung des Hebels 60 entkoppelt ist. Der Druck der Motorölpumpe gelangt zu den Ventilausgleichsele­ menten 70. Fällt wegen einer geringeren Motordrehzahl der Druck der Ölpumpe un­ ter den genannten Wert, so wird der Freikolben 65 durch die höhere Kraft der Feder 64 nach unten gedrückt. Die Wippe kommt mit ihrem Nocken 63 mit dem Hebel 60 des Aktuators in Berührung. Die Hebelbewegung wird auf den Freikolben 65 übertra­ gen, und die Freikolbenpumpe wird wirksam und erhöht damit den von der Ölpumpe 69 zur Verfügung gestellten Druck.
Beim Erreichen von ca. 4 bar gerät die Wippe 62 mit Nocken 63 außer Eingriff mit dem Hebel 60. Die Druckkraft des Kolbens 65 bewirkt dann eine entsprechende Vor­ spannung der Feder. Liefert die Motorölpumpe einen größeren Druck, so wird die Feder bis auf einen, nicht gezeichneten Anschlag vorgespannt. Durch Einsatz von Reibungselementen oder Dauermagneten läßt sich eine Hysterese erzeugen.
Während die Ölpumpe eine Schwankungsbreite des Drucks von ca. 0,5 bis 6 bar aufweist, wird durch die zusätzliche Freikolbenpumpe ein Druck von 4 bis 6 bar ein­ geregelt.
Diese Zusatzpumpe füllt bei Motorstart, z. B. während der Anlasserfunktion durch schnelle Aktuatorbetätigung in ganz kurzer Zeit die Ventilausgleichselemente, so daß bereits beim ersten Verbrennungstakt kein Ventilspiel auftritt. Wegen des relativ kon­ stanten Drucks von 4 bis 6 bar kann die Kolbenkraft sehr klein gehalten werden (z. B. 4 bis 6 N). Damit kann die Ventilfedervorspannung um ca. 30% kleiner dimensioniert werden. Auch kann dadurch die Magnetkraft des Schließmagneten erheblich kleiner gestaltet werden.

Claims (19)

1. Elektromagnetischer Aktuator für ein Ventil eines Verbrennungsmotors, bei dem die Kraft wenigstens eines Elektromagneten (3a, 3b) auf einen Anker (3d) ein­ wirkt und diesen unter Mitwirkung zweier entgegengesetzt wirkender Feder­ kräfte (24) in zwei Endstellungen bringt, wobei die Ankerbewegung über ein hy­ draulisches Spielausgleichselement (5), das mit einer hydraulischen Druck­ quelle verbunden ist, auf einen Schaft (6) eines Ventils übertragen wird, da­ durch gekennzeichnet, daß das Spielausgleichselement (5) direkt am Anker (3d) oder an einem den Anker tragenden Teil angebracht ist, dessen Stellkol­ ben die Ventilbetätigung bewirkt.
2. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzufuhr über eine flexible Leitung (biegsames Rohr) (8) erfolgt.
3. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzufuhr über einen Kanal (51) im Anker (52) erfolgt.
4. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Druckquelle die Motorölpumpe dient.
5. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das hydraulische Ventilspielausgleichselement (31) ein Ge­ häuse (31a) mit einer durchgehenden Bohrung aufweist, in dem ein Betäti­ gungskolben (31d) und eine ein Rückschlagventil (31b, 31c, 31h) enthaltende Kugelaufnahme (31c) hintereinander angeordnet sind (31g), wobei die eine Seite des Rückschlagventils (31b, 31c, 31h) dem Druck der Druckquelle ausge­ setzt ist und die von dem Rückschlagventil abgewandte Seite des Kolbens (31d) auf den Ventilschaft (34) einwirkt (Fig. 3).
6. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Anker (2) und das Ventilspielausgleichselement (28) zur Ventilbetätigung um eine Achse (23) geschwenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (31d) über ein Gleitstück (31f), auf den Ventilschaft (34) einwirkt.
7. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilausgleichselement (28) weiter ab von der Schwenkachse (24) ange­ ordnet ist als das Zentrum des Ankers (20) (Fig. 2).
8. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ventilschaft (34) teilweise biegsam ausgebildet ist.
9. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kugelaufnahme (31c) einen definierten Ringspalt zur Entlüftung nach oben aufweist.
10. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Gehäuse (31a) außen ein Leckölkanal (31m) ausgebildet ist, der das Lecköl zu den aufeinander gleitenden Kraftübertragungsteilen (31c, 31f, 34) und/oder zu der Ventilführung leiten.
11. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anker (33) durch ein Ölabweisblech (39) vor Ölbenet­ zung geschützt wird.
12. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ventilspielausgleichselement (31) wenigstens teilweise von einer Kappe (38) umgeben ist, durch die die Speiseleitung (37) dicht durch­ geführt ist (Fig. 3).
13. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Ende der Speiseleitung (37) in die Kappe 38 integriert ist.
14. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (40) ein Anschlußstück (49) aufweist, auf das die flexible Leitung (47) abdichtend (O-Ringe 47a) aufgeschoben und befestigt ist (Fig. 4).
15. Elektromagnetischer Aktuator nach den Ansprüchen 10 und 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Leckölkanal (31m) zwischen dem Gehäuse (31a) und der Kappe (38) ausgebildet ist.
16. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Feder für das Rückschlagventil (31b, 31c, 31g) eine Blattfeder (31i, Fig. 3a) vorgesehen ist, die unter definierter Vorspannung, ins­ besondere an der Kugelaufnahme (31c) befestigt ist (Fig. 3)
17. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Reduzierung des schädlichen Raums Füllkörper (48) in den Raum zwischen Kugelaufnahme (41c) und Kolben (41d) eingebracht sind (Fig. 4).
18. Elektromagnetischer Aktuator nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Verwendung der Motoröldruckpumpe (69) als Druck­ quelle zwischen diese und die Ventilspielausgleichselemente (70) eine vom Aktuator betätigte Freikolbenpumpe (65 bis 68) eingeschaltet ist, deren Freikol­ ben (65) bei unzureichendem Druck der Motorölpumpe (69) mit dem Anker 61 oder mit einem dem Anker (61) verbundenen Schwenkhebel (60) in Berührung kommt und durch die Schwenkbewegung Druck erzeugt.
19. Elektromagnetischer Aktuator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wippe (62) vorgesehen ist, die duch eine Federkraft (64) zur Anlage an dem Freikolben (65) gebracht wird und daß die andere Seite der Wippe (62) bei zu geringem Öldruck mit dem Anker oder dem Schwenkhebel (60) in Eingriff kommt und die Schwenkbewegung auf den Freikolben (65) überträgt.
DE10000045A 2000-01-02 2000-01-02 Elektromagnetischer Aktuator Withdrawn DE10000045A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10000045A DE10000045A1 (de) 2000-01-02 2000-01-02 Elektromagnetischer Aktuator
PCT/EP2000/013322 WO2001049982A1 (de) 2000-01-02 2000-12-29 Elektromagnetischer aktuator
EP00988809A EP1157194A1 (de) 2000-01-02 2000-12-29 Elektromagnetischer aktuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10000045A DE10000045A1 (de) 2000-01-02 2000-01-02 Elektromagnetischer Aktuator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10000045A1 true DE10000045A1 (de) 2001-07-05

Family

ID=7626693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10000045A Withdrawn DE10000045A1 (de) 2000-01-02 2000-01-02 Elektromagnetischer Aktuator

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1157194A1 (de)
DE (1) DE10000045A1 (de)
WO (1) WO2001049982A1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2812026A1 (fr) * 2000-07-22 2002-01-25 Daimler Chrysler Ag "actionneur electromagnetique pour l'actionnement d'une soupape de changement des gaz d'un moteur a combustion interne"
DE10220788A1 (de) * 2002-05-10 2003-11-20 Daimler Chrysler Ag Elektromagnetischer Aktuator mit einem Schwenkanker
DE10223673A1 (de) * 2002-05-28 2003-12-11 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine
DE10226010A1 (de) * 2002-06-12 2003-12-24 Daimler Chrysler Ag Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine
DE10225358A1 (de) * 2002-06-07 2003-12-24 Daimler Chrysler Ag Elektromagnetischer Aktuator mit einem Schwenkanker
DE10224866A1 (de) * 2002-06-05 2003-12-24 Daimler Chrysler Ag Elektromagnetischer Aktuator
DE10231374A1 (de) * 2002-07-11 2004-01-22 Daimlerchrysler Ag Aktuator
FR2864574A1 (fr) * 2003-12-24 2005-07-01 Peugeot Citroen Automobiles Sa Circuit d'alimentation d'une butee hydraulique, destinee a rattraper le jeu de fonctionnement entre une soupape d'un moteur a combustion interne et son organe d'actionnement
WO2006024914A2 (en) * 2004-08-31 2006-03-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electromagnetically driven valve
EP1752625A1 (de) * 2005-08-08 2007-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Elektromagnetisch angetriebenes Ventil
US7418931B2 (en) 2005-08-02 2008-09-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electromagnetically driven valve
US7428887B2 (en) 2005-08-02 2008-09-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electromagnetically driven valve

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3311250A1 (de) * 1983-03-28 1984-10-11 FEV Forschungsgesellschaft für Energietechnik und Verbrennungsmotoren mbH, 5100 Aachen Vorrichtung fuer elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtungen
DE19728479A1 (de) * 1997-07-05 1999-01-07 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3739891A1 (de) * 1987-11-25 1989-06-08 Porsche Ag Vorrichtung zum betaetigen eines gaswechsel-tellerventils
DE19624296A1 (de) 1996-06-18 1998-01-02 Bayerische Motoren Werke Ag Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen-Hubventile
DE19628860B4 (de) * 1996-07-17 2008-07-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung für ein Brennkraftmaschinen-Hubventil
WO1998042953A1 (de) * 1997-03-24 1998-10-01 Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh Ventil für einen verbrennungsmotor
DE19748162A1 (de) 1997-10-31 1999-05-06 Audi Ag Ventilbetätigungshebel mit einem hydraulischen Ventilspielausgleichselement
DE19750806B4 (de) 1997-11-17 2015-03-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hydraulische Spielausgleichsvorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3311250A1 (de) * 1983-03-28 1984-10-11 FEV Forschungsgesellschaft für Energietechnik und Verbrennungsmotoren mbH, 5100 Aachen Vorrichtung fuer elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtungen
DE19728479A1 (de) * 1997-07-05 1999-01-07 Daimler Benz Ag Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2812026A1 (fr) * 2000-07-22 2002-01-25 Daimler Chrysler Ag "actionneur electromagnetique pour l'actionnement d'une soupape de changement des gaz d'un moteur a combustion interne"
DE10220788A1 (de) * 2002-05-10 2003-11-20 Daimler Chrysler Ag Elektromagnetischer Aktuator mit einem Schwenkanker
DE10223673A1 (de) * 2002-05-28 2003-12-11 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine
DE10224866A1 (de) * 2002-06-05 2003-12-24 Daimler Chrysler Ag Elektromagnetischer Aktuator
DE10225358A1 (de) * 2002-06-07 2003-12-24 Daimler Chrysler Ag Elektromagnetischer Aktuator mit einem Schwenkanker
DE10226010A1 (de) * 2002-06-12 2003-12-24 Daimler Chrysler Ag Elektromagnetischer Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine
DE10231374A1 (de) * 2002-07-11 2004-01-22 Daimlerchrysler Ag Aktuator
FR2864574A1 (fr) * 2003-12-24 2005-07-01 Peugeot Citroen Automobiles Sa Circuit d'alimentation d'une butee hydraulique, destinee a rattraper le jeu de fonctionnement entre une soupape d'un moteur a combustion interne et son organe d'actionnement
WO2005064123A3 (fr) * 2003-12-24 2005-09-09 Peugeot Citroen Automobiles Sa Circuit d'alimentation d'une butee hydraulique, destinee a rattraper le jeu de fonctionnement entre une soupape d'un moteur a combustion interne et son organe d'actionnement
WO2006024914A2 (en) * 2004-08-31 2006-03-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electromagnetically driven valve
WO2006024914A3 (en) * 2004-08-31 2006-07-13 Toyota Motor Co Ltd Electromagnetically driven valve
US7418931B2 (en) 2005-08-02 2008-09-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electromagnetically driven valve
US7428887B2 (en) 2005-08-02 2008-09-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electromagnetically driven valve
EP1752625A1 (de) * 2005-08-08 2007-02-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Elektromagnetisch angetriebenes Ventil
US7387094B2 (en) 2005-08-08 2008-06-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electromagnetically driven valve

Also Published As

Publication number Publication date
EP1157194A1 (de) 2001-11-28
WO2001049982A1 (de) 2001-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19647305C1 (de) Vorrichtung zur elektromagnetischen Betätigung eines Gaswechselventils
DE69938613T2 (de) Hochdruckbrennstoffpumpe für eine Brennkraftmaschine
DE2809055C2 (de) Hydraulische Ventilspiel-Nachstellvorrichtung
EP0324085B1 (de) Hydraulisches Spielausgleichselement
DE3920931A1 (de) Elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtung
DE29604946U1 (de) Elektromagnetischer Aktuator für ein Gaswechselventil mit Ventilspielausgleich
DE3311250A1 (de) Vorrichtung fuer elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtungen
DE10000045A1 (de) Elektromagnetischer Aktuator
DE19500575A1 (de) Schaltbares Abstützelement
EP1701007B1 (de) Hydraulisches Ventilspielausgleichselement
DE19826832A1 (de) Elektromagnetischer Aktuator für ein Gaswechselventil mit integriertem Ventilspielausgleich
DE19712668C1 (de) Ventilantrieb für Gaswechselventile von Brennkraftmaschinen
DE102007042893A1 (de) Ventilsteuerung für Hubkolbenbrennkraftmaschinen
EP0814238B1 (de) Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen-Hubventile
DE102004049963B4 (de) Elektromechanischer Ventilaktuator mit einem Anfangshubdämpfer
DE69713729T2 (de) Hydraulische Speilausgleichsvorrichtung
DE19908146B4 (de) Vorrichtung zum Verändern der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
DE4201618A1 (de) Stoessel mit hydraulischem ventilspielausgleich und leerhubkolben
DE102005026945B4 (de) Elektromagnetventil
DE4202506B4 (de) Variabler Ventiltrieb für ein Hubventil
DE2941084A1 (de) Hydraulischer tassenstoessel mit hydrodynamischer entlueftung
EP1187971B1 (de) Elektromagnetischer aktuator mit hydraulischem ventilspielausgleichselement
DE102007046829A1 (de) Hydraulisches Ventilspielausgleichselement
DE102005036916A1 (de) Hydraulische Ventilspielausgleichselemente
DE19809928C1 (de) Ölversorgung eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8181 Inventor (new situation)

Free format text: ERFINDER IST ANMELDER

8139 Disposal/non-payment of the annual fee