DE10060538A1

DE10060538A1 - Actuator for gas replacement valve has armature section passed through space between pole surfaces, end of other section sliding on circular inner wall of volume partly enclosed by yoke

Info

Publication number: DE10060538A1
Application number: DE10060538A
Authority: DE
Inventors: Jens Meintschel
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2002-06-20

Abstract

The device has an electromagnetic actuator with an electrically operated magnet with a yoke (2) and coil (3) and a pivotably mounted armature (4) extending between two separate facing pole surfaces (6,7) of the yoke. The armature's movement is transferred to the valve. The armature rotary joint is in a volume partly enclosed by the yoke with an armature section on either side of the joint. One section passes through the space between the pole surfaces and the end of the other section slides on the circular inner wall. The armature is attracted to the pole surfaces when the coil carries a current and its movement is transferred to the valve (8). The armature rotary joint (5) is in a accommodation volume (15) partly enclosed by the yoke with an armature section (4a,4b) on either side of the joint. One section passes through the space between the pole surfaces and the end of the other section slides on the circular inner wall (16) of the accommodation volume.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung für ein Gaswechselventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an actuator for a gas exchange valve according to the preamble of claim 1.

In der Druckschrift DE 199 55 079 A1 ist eine Betätigungsein richtung beschrieben worden, die einen elektromagnetischen Ak tuator mit einem elektrisch betätigbaren Magneten und einem vom Magneten beaufschlagten Anker umfasst, der an das Gaswechsel ventil gekoppelt ist, wodurch die Bewegung des Ankers auf das Gaswechselventil zur Verstellung des Ventils zwischen einer Öffnungsposition und einer Schließposition übertragbar ist. Der Aktuator umfasst einen Öffnungsmagneten und einen Schließmagne ten, zwischen deren Polflächen der Anker des Gaswechselventils drehbeweglich gelagert ist. Bei einer oszillierenden Bestromung der Magnete wird der Anker abwechselnd an die Polflächen des Öffnungsmagneten und an die Polflächen des Schließmagneten ge zogen, wodurch das Gaswechselventil zwischen seiner Schließpo sition und seiner Öffnungsposition verstellt wird.In the document DE 199 55 079 A1 there is an actuator direction has been described that an electromagnetic Ak tuator with an electrically actuated magnet and one from Magnets loaded armature includes the gas exchange valve is coupled, causing the movement of the armature on the Gas exchange valve for adjusting the valve between one Open position and a closed position is transferable. The Actuator includes an opening magnet and a closing magnet ten, between the pole faces of the armature of the gas exchange valve is rotatably mounted. With an oscillating current supply the magnet is alternately attached to the pole faces of the armature Opening magnets and ge on the pole faces of the closing magnet pulled, causing the gas exchange valve between its closing po sition and its opening position is adjusted.

Der Öffnungsmagnet und der Schließmagnet des Aktuators bestehen jeweils aus einem U-förmigen Magnetjoch und einer elektrischen Doppelspule, welche um die Schenkel des Magnetjoches gewickelt ist. Die freien Stirnseiten der Schenkel der beiden Magnetjoche sind einander zugewandt und bilden Polflächen, an die der Anker bei einer Bestromung eines der beiden Magnete gezogen wird.The opening magnet and the closing magnet of the actuator exist each consisting of a U-shaped magnetic yoke and an electrical one Double coil, which is wound around the legs of the magnetic yoke is. The free end faces of the legs of the two magnetic yokes are facing each other and form pole faces to which the anchor when one of the two magnets is energized.

Das Drehgelenk des Ankers befindet sich außerhalb des Zwischen raumes zwischen den Magnetjochen und liegt auf der dem Koppelpunkt zwischen Anker und Gaswechselventil gegenüberliegenden Seite. Auf Grund dieser konstruktiven Ausführung nimmt die Be tätigungseinrichtung einen großen Bauraum ein.The swivel joint of the anchor is located outside the intermediate space between the magnetic yokes and lies on the coupling point opposite between armature and gas exchange valve Page. Due to this constructive design, the Be a large installation space.

Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass jeder Position des An kers jeweils zwei Polflächen eines Magnetjoches zugeordnet sind und zwischen jeder Polfläche und dem Anker jeweils ein Luft spalt zu überwinden ist. Mit zunehmender Anzahl und Breite der Luftspalte steigt jedoch die aufzubringende Erregerleistung ü berproportional stark an. Zur Verstellung des Gaswechselventils müssen bei der Betätigungseinrichtung gemäß der DE 199 55 079 A1 hohe Erregerleistungen aufgebracht werden.Another disadvantage is that every position of the An kers are each assigned to two pole faces of a magnetic yoke and air between each pole face and the armature gap must be overcome. With increasing number and width of the However, air gaps increase the excitation power to be applied disproportionately strong. For adjusting the gas exchange valve must with the actuating device according to DE 199 55 079 A1 high excitation powers are applied.

Aus der gattungsbildenden Druckschrift GB-PS 1 471 537 ist e benfalls eine Betätigungseinrichtung für ein Gaswechselventil bekannt, die einen Magneten mit einem etwa rechteckförmigen Magnetjoch und einer im Innenraum des Magnetjochs aufgenommenen Erregerspule umfasst, welche einen drehbeweglich gelagerten An ker umgreift. Ein seitlicher Jochabschnitt des Magnetjoches ist durchbrochen, wobei die freien, einander zugewandten Stirnsei ten zwei Polflächen bilden, zwischen denen der Anker angeordnet ist. Das Drehgelenk des Ankers ist in dem den Polflächen gege nüberliegenden Jochabschnitt angeordnet. Der Anker erstreckt sich quer durch den Innenraum des Magnetjoches bis in den Zwi schenraum zwischen den Polflächen und wird bei einer Bestromung der Erregerspule an eine der beiden Polflächen angezogen, so dass sowohl in Schließposition als auch in Öffnungsposition des Gaswechselventils ein geschlossener Kreis über einen Abschnitt des Magnetjoches und den Anker gebildet ist.From the generic publication GB-PS 1 471 537 e if necessary, an actuator for a gas exchange valve known that a magnet with an approximately rectangular Magnet yoke and one recorded in the interior of the magnetic yoke Excitation coil, which has a rotatably mounted on ker embraces. A side yoke section of the magnetic yoke is pierced, the free, facing each other form two pole faces, between which the armature is arranged is. The swivel joint of the armature is against the pole faces arranged overlying yoke section. The anchor stretches across the interior of the Magnetjoches into the Zwi space between the pole faces and is supplied with current attracted the excitation coil to one of the two pole faces, see above that both in the closed position and in the open position of the Gas exchange valve a closed circuit over a section of the magnetic yoke and the armature is formed.

Da das Drehgelenk des Ankers in einen den Polflächen gegenüber liegenden Jochabschnitt integriert ist, entsteht in diesem Be reich auf Grund der reduzierten magnetischen Leitfähigkeit des Drehgelenks ein erhöhter magnetischer Widerstand. Because the swivel of the armature in one opposite the pole faces horizontal yoke section is integrated, arises in this Be rich due to the reduced magnetic conductivity of the Swivel an increased magnetic resistance.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Betätigungsein richtung für ein Gaswechselventil mit einem elektromagnetischen Aktuator raum- und energiesparend auszubilden.The invention is based on the problem of an actuation Direction for a gas exchange valve with an electromagnetic Training the actuator to save space and energy.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An spruches 1 gelöst. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Weiterbildungen.This problem is solved according to the invention with the features of the Proverb 1 solved. The sub-claims contain expedient Training.

Der Anker des elektromagnetischen Aktuators ist drehbeweglich gelagert, wobei das Drehgelenk innerhalb eines vom Magnetjoch teilweise umschlossenen Aufnahmeraumes mit Abstand zur Innen wand des Aufnahmeraumes angeordnet ist, die zumindest in dem dem Zwischenraum zwischen den beiden Polflächen gegenüberlie genden Bereich teilkreisförmig ausgebildet ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass sich jeweils ein Ankerabschnitt zu beiden Sei ten des im Aufnahmeraum angeordneten Drehgelenks erstreckt. Ei ner dieser Ankerabschnitte ist durch den Zwischenraum zwischen den beiden Polflächen hindurchgeführt und wird bei einer Bestromung der Erregerspule an eine der Polflächen angezogen. Der aus dem Aufnahmeraum und dem Zwischenraum zwischen den Pol flächen herausragende Teil des Ankerabschnitts ist mit dem Gas wechselventil zur Übertragung der Ankerbewegung auf die ge wünschte Öffnungs- bzw. Schließbewegung des Ventils gekoppelt.The armature of the electromagnetic actuator is rotatable stored, the swivel within one of the magnetic yoke partially enclosed recording space at a distance from the inside wall of the receiving space is arranged, at least in the opposite the space between the two pole faces area is partially circular. Still is provided that there is an anchor section to both sides ten of the swivel arranged in the receiving space extends. egg ner of these anchor sections is through the space between the two pole faces and is at one Energization of the excitation coil attracted to one of the pole faces. The one from the recording space and the space between the poles protruding part of the anchor section is with the gas shuttle valve to transfer the armature movement to the ge desired opening or closing movement of the valve coupled.

Der sich auf der gegenüberliegenden Seite des Drehgelenks erstreckende Ankerabschnitt berührt die teilkreisförmig ausge bildete Innenwand des Aufnahmeraumes und liegt gleitend an die ser an, so dass bei einer Drehbewegung des Ankers die Stirnsei te dieses Ankerabschnittes in jeder Bewegungsphase mit der In nenwand in Kontakt steht, wodurch ein Luftspalt zwischen Innen wand des Magnetjochs und Anker und ein daraus resultierender erhöhter magnetischer Widerstand vermieden wird. Sowohl in der der Schließposition des Gaswechselventils als auch in der der Öffnungsposition zugeordneten Stellung des Ankers an den Pol flächen ist ein spaltfreier, geschlossener magnetischer Kreis gebildet.The one on the opposite side of the swivel extending anchor section touches the part-circular shape formed the inner wall of the recording room and is sliding against the water so that when the armature rotates, the forehead te of this anchor section in every movement phase with the In nenwand is in contact, creating an air gap between the inside wall of the magnetic yoke and anchor and a resulting one increased magnetic resistance is avoided. Both in the the closed position of the gas exchange valve as well as in the Position of the armature assigned to the opening position on the pole surfaces is a gap-free, closed magnetic circuit educated.

Bei der Überführung zwischen den beiden Anlagepositionen des Ankers an den beiden Polflächen ist jeweils nur ein Luftspalt zu überwinden, nämlich der Luftspalt zwischen dem Anker und derjenigen Polfläche, an die der Anker überführt werden soll. Dadurch reduziert sich der für die Erregung der Spule aufzu bringende Energieaufwand erheblich.When transferring between the two investment positions of the The anchor on the two pole faces is only one air gap to overcome, namely the air gap between the anchor and the pole face to which the armature is to be transferred. This reduces the opening for the excitation of the coil energy expenditure considerably.

Die Anordnung im Innenraum des Magnetjoches weist außerdem den Vorteil einer raumsparenden Bauform auf.The arrangement in the interior of the magnetic yoke also has the Advantage of a space-saving design.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Magnetjoch etwa ringförmig ausgebildet, wobei sowohl eine Ausführung, in der der Magnetjochring einen Kreis einschließt, als auch eine Aus führung, in der der Magnetjochring lediglich einen Teilkreis einschließt und im Übrigen von der Kreisform abweicht, in Be tracht kommt. Die Kreisform zeichnet sich durch eine besonders einfache Ausgestaltung aus, die mit einem entsprechend geringen Aufwand zu realisieren ist. Die Ausführung mit nur einer Teil kreisform hat andererseits den Vorteil größerer konstruktiver Gestaltungsmöglichkeiten. So ist es beispielsweise möglich, le diglich den Innenwandbereich des Magnetjoches, welcher von dem Ankerabschnitt beaufschlagt wird, teilkreisförmig auszuführen und die übrigen Innenwandbereiche mit einer hiervon abweichen den Querschnittsgestalt auszuführen und an sonstige konstrukti ven oder energetischen Erfordernisse anzupassen. Es kann hier bei insbesondere zweckmäßig sein, den Abstand zwischen dem Drehgelenk und den beiden Polflächen größer auszuführen als den Abstand zwischen den beiden Polflächen und dem Koppelpunkt des Ankers zum Gaswechselventil, wodurch ein gutes Kraftüberset zungsverhältnis erzielt werden kann. According to an advantageous development, the magnetic yoke is approximately ring-shaped, both an embodiment in which the magnetic yoke ring encloses a circle as well as an off guide in which the magnetic yoke ring is only a partial circle includes and deviates from the circular shape, in Be costume comes. The circular shape is characterized by a special simple design made with a correspondingly low Effort is to be realized. The execution with only one part circular shape, on the other hand, has the advantage of being more constructive Design options. For example, it is possible to le diglich the inner wall area of the magnetic yoke, which of the Anchor section is applied to perform part-circular and the other inner wall areas differ by one to carry out the cross-sectional shape and to other construction adapt to your energy or energy needs. It can be here be particularly useful at the distance between the Swivel joint and the two pole faces larger than that Distance between the two pole faces and the coupling point of the Anchor to the gas exchange valve, which translates into a good force ratio can be achieved.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann das Magnet joch in demjenigen Abschnitt, in welchem der Anker gleitend an der Innenwand anliegt, eine gegenüber den übrigen Magnetjochab schnitten reduzierte Wandstärke aufweisen. Die reduzierte Wand stärke des Magnetjochabschnittes wird durch den berührend an liegenden Ankerabschnitt zumindest teilweise kompensiert, wo durch sich ein Magnetkreis mit im Wesentlichen gleichbleibenden Magnetfluss ausbilden kann.According to a further advantageous embodiment, the magnet yoke in the section in which the anchor slides on the inner wall rests, one opposite the other magnetic yoke cuts have reduced wall thickness. The reduced wall strength of the magnetic yoke section is due to the touching lying anchor section at least partially compensated for where by itself a magnetic circuit with essentially the same Can form magnetic flux.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu ent nehmen. Es zeigen:Further advantages and practical designs are the others Entities, the description of the figures and the drawings ent to take. Show it:

Fig. 1 eine Betätigungseinrichtung für ein Gaswechselventil in einer Brennkraftmaschine, wobei die Betätigungs einrichtung einen elektromagnetischen Aktuator mit einem Magnetjoch, einer Erregerspule und einem im Magnetjoch drehbar gelagerten Anker umfasst, Fig. 1 shows an actuator for a gas exchange valve in an internal combustion engine, said actuation means comprising an electromagnetic actuator with a magnet yoke, an exciter coil and a rotatably mounted in the magnetic armature,

Fig. 2 eine Fig. 1 vergleichbare Betätigungseinrichtung, je doch mit zwei Erregerspulen und einem Magnetjoch mit reduzierter Wandstärke im Bereich eines gleitend an der Innenwand des Magnetjoches gelagerten Ankerab schnittes, Fig. 2 is a Fig. 1 similar actuating means, the section but with two exciting coils and a magnetic yoke having a reduced wall thickness in the region of a slidably mounted on the inner wall of the magnet yoke Ankerab,

Fig. 3 eine weitere Ausführung einer Betätigungseinrichtung, bei der das Drehgelenk des Ankers außerhalb des Mag netjoches gelagert ist, mit zwei Erregerspulen, Fig. 3 shows a further embodiment of an actuating device, wherein the pivot of the armature outside the Mag is mounted netjoches, with two exciting coils,

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Ausführung, jedoch mit nur einer Erregerspule, Fig. 4 is a Fig. 3 corresponding execution, however, with only an excitation coil

Fig. 5 eine weitere Betätigungseinrichtung, bei der das Drehgelenk des Ankers in einem Magnetjochabschnitt gelagert ist. Fig. 5 shows a further operating means, wherein the pivot of the armature is mounted in a Magnetjochabschnitt.

In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Be zugszeichen versehen.In the following figures, the same components with the same loading provide traction marks.

Die in Fig. 1 dargestellte Betätigungseinrichtung 1 zur Steue rung des Hubes eines Gaswechselventiles 8 in einer Brennkraft maschine eines Fahrzeuges, beispielsweise eines Einlassventils oder eines Auslassventils, umfasst einen elektromagnetischen Aktuator, bestehend aus einem elektrisch betätigbaren Magneten mit einem Magnetjoch 2 und einer bestrombaren Erregerspule 3 sowie einen drehbeweglich gelagerten Anker 4, der mit dem Gas wechselventil 8 gekoppelt ist und dieses zwischen einer Öff nungsposition und einer Schließposition verstellt. Der Anker 4 ist von der Magnetkraft des Magneten zwischen einer ersten Po sition, die der Öffnungsposition des Gaswechselventiles ent spricht, und einer zweiten Position, die der Schließposition des Gaswechselventils entspricht, zu verstellen. Bei der Über führung zwischen Schließ- und Öffnungsposition wird das Gas wechselventil 8 translatorisch in Richtung seiner Bewegungs- und Längsachse 20 verstellt. In Schließposition liegt der Ven tilteller 10 des Gaswechselventils 8 gasdicht in einem Ventil sitz im Zylinderkopf 12 der Brennkraftmaschine an. In Öffnungs stellung wird das in einer Gleitbuchse 11 in einer Öffnung im Zylinderkopf 12 gleitend geführte Gaswechselventil aus dem Ven tilsitz gegen die Kraft einer Ventilfeder 13 verstellt, welche an einem Federteller 14 am Ventilschaft 9 des Gaswechselventils angreift und das Gaswechselventil gegenüber dem Zylinderkopf 12 abstützt und in Schließstellung beaufschlagt.The actuator shown in FIG. 1 1 for Steue tion of the stroke of a gas exchange valve 8 in an internal combustion engine of a vehicle, such as an intake valve or an exhaust valve, comprising an electromagnetic actuator, comprising an electrically actuable magnet with a magnetic yoke 2 and an energisable excitation coil 3 and a rotatably mounted armature 4, the shuttle valve with the gas 8 is coupled and voltage between a position of this Publ adjusted and a closed position. The armature 4 is to be adjusted by the magnetic force of the magnet between a first position which speaks the opening position of the gas exchange valve and a second position which corresponds to the closed position of the gas exchange valve. In the transition between the closed and open positions, the gas exchange valve 8 is adjusted translationally in the direction of its movement and longitudinal axis 20 . In the closed position, the Ven tilteller 10 of the gas exchange valve 8 is gas-tight in a valve seat in the cylinder head 12 of the internal combustion engine. In the open position, the gas exchange valve slidably guided in a sliding bush 11 in an opening in the cylinder head 12 is adjusted from the valve seat against the force of a valve spring 13 which engages a spring plate 14 on the valve stem 9 of the gas exchange valve and supports the gas exchange valve with respect to the cylinder head 12 and acted upon in the closed position.

Das Magnetjoch 2 ist als kreisrunder Ring ausgeführt, der eine Durchbrechung aufweist, wodurch eine erste Polfläche 6 und eine zweite Polfläche 7 an den einander zugewandten Stirnseiten im Magnetjoch 2 gebildet sind. Das Magnetjoch 2 umschließt einen Aufnahmeraum 15, in dem der Anker 4 an einem Drehgelenk 5 dreh bar gelagert ist. Die Drehachse des Drehgelenks 5 verläuft vor teilhaft durch den Mittelpunkt des von dem kreisrunden Magnet joch 2 eingeschlossenen Aufnahmeraumes 15. Der drehbar gelager te Anker 4 weist Ankerabschnitte 4a und 4b auf, die sich dies seits und jenseits des Drehgelenks 5 erstrecken, wobei der den Polflächen 6 und 7 abgewandte Ankerabschnitt 4a berührend, je doch gleitend an der kreisförmigen Innenwand 16 des Aufnahme raums 15 anliegt und der zweite Ankerabschnitt 4b sich durch die Durchbrechung im Magnetjoch 2 zwischen den Polflächen 6 und 7 hindurch erstreckt und im Bereich seiner freien Stirnseite ü ber ein weiteres Gelenk 17 drehbar mit dem Ventilschaft 9 des Gaswechselventils 8 gekoppelt ist.The magnetic yoke 2 is designed as a circular ring which has an opening, as a result of which a first pole face 6 and a second pole face 7 are formed on the mutually facing end faces in the magnetic yoke 2 . The magnetic yoke 2 encloses a receiving space 15 in which the armature 4 is rotatably mounted on a swivel 5 . The axis of rotation of the swivel joint 5 runs through the center of the receiving space 15 enclosed by the circular magnet yoke 2 . The rotatably mounted te anchor 4 has anchor sections 4 a and 4 b, which extend this to the side and beyond the swivel joint 5 , the armature section 4 a facing away from the pole faces 6 and 7 being touching, but sliding on the circular inner wall 16 of the receiving space 15 rests and the second armature section 4 b extends through the opening in the magnetic yoke 2 between the pole faces 6 and 7 and is rotatably coupled to the valve stem 9 of the gas exchange valve 8 via a further joint 17 in the region of its free end face.

Die Erregerspule 3 zur Betätigung des drehbar gelagerten Ankers 4 ist ebenfalls in dem vom Magnetjoch 2 umschlossenen Aufnahme raum 15 angeordnet und umgreift den Anker 4 im Bereich seines Drehgelenkes 5. Je nach Bestromung der Erregerspule 3 wird der Anker 4 entweder in Pfeilrichtung 18 an die Polfläche 6 oder in Pfeilrichtung 19 an die Polfläche 7 magnetisch angezogen, wor aufhin das Gaswechselventil 8 entweder seine Schließposition o der seine Öffnungsposition einnimmt.The excitation coil 3 for actuating the rotatably mounted armature 4 is also arranged in the receiving space 15 enclosed by the magnetic yoke 2 and engages around the armature 4 in the region of its swivel joint 5 . Depending on the energization of the excitation coil 3 , the armature 4 is magnetically attracted either in the arrow direction 18 to the pole face 6 or in the arrow direction 19 to the pole face 7 , whereupon the gas exchange valve 8 either assumes its closed position or its open position.

Das Magnetjoch 2 ist zweipolig ausgeführt. Der drehbar im Auf nahmeraum 15 des Magnetjochs 2 gelagerte Anker 4 muss zur Über führung des Gaswechselventils zwischen Schließ- und Öffnungspo sition lediglich einen geringen Luftspalt zur jeweils gegenü berliegenden Polfläche 6 bzw. 7 überbrücken. Sowohl in Anlage position des Ankers 4 an der Polfläche 6 als auch in Anlagepo sition an der Polfläche 7 ist jeweils ein geschlossener magne tischer Kreis gebildet, der durch den Anker 4 und einen halb kreisförmigen Magnetjochabschnitt zwischen derjenigen Polfläche 6 oder 7, an der der Anker aktuell anliegt, und dem an der Innenwand des Aufnahmeraumes 15 gleitend geführten Ankerabschnitt 4a gebildet ist. Der Anker 4 ist zweckmäßig aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität gefertigt.The magnetic yoke 2 is designed with two poles. The rotatably mounted in the receiving space 15 of the magnetic yoke 2 armature 4 needs to bridge the passage of the gas exchange valve between the closing and opening position only a small air gap to the opposite pole face 6 and 7 , respectively. Both in the plant position of the armature 4 on the pole face 6 and in the investment position on the pole face 7 , a closed magnetic circuit is formed by the armature 4 and a semi-circular magnetic yoke section between the pole face 6 or 7 on which the armature currently rests, and the anchor section 4 a, which is guided on the inner wall of the receiving space 15 , is formed. The armature 4 is expediently made of a material with high magnetic permeability.

Der an der kreisförmigen Innenwand 16 des Aufnahmeraumes 15 an liegende Ankerabschnitt 4a ist etwa sichelförmig ausgebildet und weist eine quer zur Ankerlängsachse 21 ausragende Gleitflä che auf. Die Sichelform vergrößert die an der Innenwand 15 an liegende Gleitfläche des Ankers 4. Der Ankerabschnitt 4a ist symmetrisch ausgebildet mit sich symmetrisch erstreckenden Si chelformen zu beiden Seiten der Ankerlängsachse 21.The lying on the circular inner wall 16 of the receiving space 15 at lying anchor portion 4 a is approximately crescent-shaped and has a surface transverse to the longitudinal axis 21 of the slide surface. The sickle shape increases the sliding surface of the armature 4 lying on the inner wall 15 . The armature portion 4 a is formed symmetrically with symmetrically extending Si chelformen on both sides of the longitudinal axis 21 of the armature.

Der Anker 4 durchschreitet bei der Überführung von einer Pol fläche 6 an die gegenüberliegende Polfläche 7 einen Winkelbe trag von vorteilhaft kleiner 20°. Die Längenverhältnisse der Ankerabschnitte 4a und 4b sind in der Weise gewählt, dass für die Bewegungsübertragung auf das Gaswechselventil ein Hebelver hältnis größer eins erzielt wird. Der Abstand zwischen Drehge lenk 5 und Koppelpunkt zum Gaswechselventil im Drehgelenk 17 (Länge des Ankerabschnittes 4b) ist näherungsweise doppelt so lang wie der Abstand zwischen Drehgelenk 5 und Innenwand 16 des Aufnahmeraumes 15 (Länge des Ankerabschnittes 4a).The anchor 4 passes in the transfer from a pole surface 6 to the opposite pole surface 7 an Winkelbe order of advantageously less than 20 °. The aspect ratios of the armature sections 4 a and 4 b are chosen in such a way that a lever ratio greater than one is achieved for the movement transmission to the gas exchange valve. The distance between the swivel joint 5 and the coupling point to the gas exchange valve in the swivel joint 17 (length of the armature section 4 b) is approximately twice as long as the distance between the swivel joint 5 and the inner wall 16 of the receiving space 15 (length of the armature section 4 a).

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist der elektromagnetische Aktuator der Betätigungseinrichtung 1 zwei Erregerspulen 3a und 3b auf, die diametral gegenüberliegende Magnetjochabschnitte umgreifen und die zur Verstellung des Ankers 4 und des Gaswech selventils 8 abwechselnd bestromt werden, woraufhin der Magnet kreis sich in dem von der aktuell erregten Spule umgriffenen Magnetjochabschnitt ausbilden kann und der Anker 4 an die Pol fläche 6 bzw. 7 des betreffenden Magnetjochabschnittes angezo gen wird. Die an der zumindest teilkreisförmig ausgeführten In nenwand 16 des Aufnahmeraumes 15 anliegende Gleitfläche des An kerabschnittes 4a ist wiederum quer zur Ankerlängsachse 21 beidseitig sichelförmig ausgebildet. Das Magnetjoch 2 weist in dem Bereich, in dem der Ankerabschnitt 4a gleitend an der In nenwand anliegt, eine reduzierte Wandstärke auf, die in einer Magnetjochmittelebene auf einen Minimalwert absinkt. Auf Grund der sichelförmigen Ausführung des Ankerabschnittes 4a ist die Gesamtwandstärke, gebildet aus reduzierter Wandstärke des Mag netjochabschnittes plus Wandstärke des sichelförmigen Abschnit tes des Ankers, etwa gleich groß wie die Wandstärke des Magnet joches in den übrigen Bereichen. Auch der Anker weist etwa eine Wandstärke in der gleichen Größenordnung auf. Dadurch wird er reicht, dass im gesamten magnetischen Kreis eine im Wesentli chen gleich bleibende Wandstärke herrscht, so dass auch die magnetische Flussdichte einen annäherungsweise konstanten Wert einnimmt.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the electromagnetic actuator of the actuating device 1 has two excitation coils 3 a and 3 b, which encompass diametrically opposite magnet yoke sections and which are alternately energized to adjust the armature 4 and the gas exchange valve 8 , whereupon the magnet circuit is in the from the currently excited coil encompassed magnetic yoke section and the armature 4 to the pole surface 6 or 7 of the relevant magnetic yoke section is attracted conditions. In the at least partially circular performed on the nenwand 16 of the receiving space 15 adjacent to the sliding surface kerabschnittes 4 a turn is transverse to the longitudinal axis of the armature 21 is formed on both sides crescent shaped. The magnetic yoke 2 has a reduced wall thickness in the region in which the armature section 4 a slides against the inner wall, which decreases to a minimum value in a central magnetic yoke plane. Due to the crescent-shaped design of the anchor section 4 a, the total wall thickness, formed from the reduced wall thickness of the magnetic net section plus the wall thickness of the crescent-shaped section of the anchor, is approximately the same as the wall thickness of the magnetic yoke in the remaining areas. The anchor also has a wall thickness of the same order of magnitude. It is thereby sufficient that there is an essentially constant wall thickness in the entire magnetic circuit, so that the magnetic flux density also assumes an approximately constant value.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind das Drehgelenk 5 für die drehbare Lagerung des Ankers 4 und das Gelenk 17, über das der Anker 4 mit dem Ventilschaft 9 des Gaswechselventils 8 ge koppelt ist, auf unterschiedlichen, gegenüberliegenden Seiten des Magnetjoches 2 angeordnet. Das Magnetjoch 2 weist die Form eines "E" auf und umfasst einen oberen Abschnitt 2a, einen un teren Abschnitt 2b und einen mittleren Abschnitt 2c, welcher den vom Magnetjoch 2 umschlossenen Aufnahmeraum zweiteilt. Der Anker 4 ist durch den mittleren Abschnitt 2c des Magnetjoches 2 hindurch geführt und kann eine Anlageposition an der Polfläche 6, welche dem oberen Abschnitt 2a zugeordnet ist, oder eine An lageposition an der Polfläche 7, welche dem unteren Abschnitt 2b zugeordnet ist, einnehmen. Es sind zwei Erregerspulen 3a und 3b vorgesehen, die den oberen Abschnitt 2a bzw. den unteren Ab schnitt 2b umgreifen.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the swivel joint 5 for the rotatable mounting of the armature 4 and the joint 17 , via which the armature 4 is coupled to the valve stem 9 of the gas exchange valve 8 , are arranged on different, opposite sides of the magnetic yoke 2 . The magnetic yoke 2 has the shape of an "E" and comprises an upper section 2 a, a lower section 2 b and a central section 2 c, which divides the receiving space enclosed by the magnetic yoke 2 in two. The armature 4 is guided through the central section 2 c of the magnetic yoke 2 and can be in an abutment position on the pole face 6 , which is assigned to the upper section 2 a, or an on position on the pole face 7 , which is associated with the lower section 2 b , take in. There are two excitation coils 3 a and 3 b are provided, which encompass the upper section 2 a and the lower section 2 b.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 entspricht im Wesentlichen demjenigen aus Fig. 3, jedoch mit dem Unterschied, dass nur ei ne einzige Erregerspule 3 vorgesehen ist, die den mittleren Abschnitt 2c des Magnetjoches 2 umgreift.The embodiment shown in Fig. 4 substantially corresponds to that of FIG. 3, but with the difference that only one egg ne excitation coil 3 is provided, the c the central portion 2 surrounds the magnet yoke 2.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist das Magnetjoch 2 etwa C-förmig ausgebildet. Das Drehgelenk 5 des Ankers 4 ist in den dem Durchbruch mit den Polflächen 6 und 7 gegenüberliegenden Abschnitt des Magnetjoches 2 integriert. Es sind zwei Erreger spulen 3a und 3b vorgesehen, die einen Magnetjochabschnitt o berhalb und unterhalb des Drehgelenks 5 umgreifen. Diese Aus führung zeichnet sich durch eine besonders kompakte Bauweise aus.In the exemplary embodiment of FIG. 5, the yoke 2 is formed approximately C-shaped. The swivel joint 5 of the armature 4 is integrated in the section of the magnetic yoke 2 opposite the opening with the pole faces 6 and 7 . There are two excitation coils 3 a and 3 b provided, which encompass a magnetic yoke section o above and below the swivel joint 5 . This version is characterized by a particularly compact design.

Claims

1. Actuating device for a gas exchange valve, with an electromagnetic actuator, consisting of an electrically actuated magnet with a magnetic yoke ( 2 ) and a coil ( 3 , 3 a, 3 b) and an armature ( 4 ) which can be pivoted on a swivel joint ( 5 ) ), which extends between two spaced and another facing pole faces ( 6 , 7 ) of the magnetic yoke ( 2 ) and is energized by energizing the coil ( 3 , 3 a, 3 b) to the pole faces ( 6 , 7 ) and whose movement to the gas exchange valve ( 8 ) for adjusting the gas exchange valve ( 8 ) between an open position and a closed position is portable, characterized in that the swivel joint ( 5 ) of the armature ( 4 ) within a receiving space partially enclosed by the magnetic net yoke ( 2 ) ( 15 ) with stood from the interior of the receiving space ( 16 ), which is partially circular at least in the area opposite the pole faces ( 6 , 7 ), that each s an armature section ( 4 a, 4 b) on both sides of the swivel joint ( 5 ) it stretches that an armature section ( 4 b) is guided through the space between the two pole faces ( 6 , 7 ) and that the end face of the other armature section ( 4 a) slidably abuts the at least partially circular inner wall ( 16 ) of the receiving space ( 15 ).

2. Actuator according to claim 1, characterized in that the magnetic yoke ( 2 ) is annular.

3. Actuating device according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetic yoke ( 2 ) is composed of two curved yoke parts, each of which is built up in sections in a partially circular shape.

4. Actuating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that two current-carrying coils ( 3 a, 3 b) are provided on opposite sides of the armature ( 4 ).

5. Actuating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that only one current-carrying coil ( 3 ) is provided which engages around a section of the armature ( 4 ).

6. Actuating device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the armature ( 4 ) consists of a material with high magnetic permeability.

7. Actuating device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the (b 4) between the two pole faces (6, 7) therethrough extending anchor portion is longer than the sliding in the receiving chamber inner wall (16) adjacent the anchor portion (4 a).

8. Actuating device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the magnetic yoke ( 2 ) in that section in which the ker section ( 4 a) bears slidingly against the inner wall ( 16 ) has a reduced wall thickness compared to the other sections has.

9. Actuating device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the on the part-circular inner wall ( 16 ) to ker section ( 4 a) projecting transversely to the longitudinal axis of the armature ( 21 ) de, approximately sickle-shaped sliding surface.