DE10119291A1 - Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung - Google Patents
Aktor zur elektromagnetischen VentilsteuerungInfo
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- F16K31/0675—Electromagnet aspects, e.g. electric supply therefor
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung aus zwei Elektromagneten, zwischen denen eine Ankerplatte oszilliert, wobei in die Ankerplatte und/oder in die Magnetjoche der Elektromagneten eine das Auftreten von Adhäsion vermeidende Oberflächenstruktur eingearbeitet ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung aus zwei
Elektromagneten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung besteht im wesentlichen aus
zwei Elektromagneten, dem Öffnermagnet und dem Schließermagnet, die durch
mindestens ein Bauteil aus einem nicht ferromagnetischen Material voneinander ge
trennt sind. Dieses Bauteil kann beispielsweise durch ein Gehäuseteil gebildet wer
den. Zwischen den Elektromagneten, dem Öffnermagnet und dem Schließermagnet,
befindet sich die aus einem ferromagnetischen Material bestehende Ankerplatte, die
durch Bestromen der Erregerspule des Öffnermagneten oder der Erregerspule des
Schließermagneten in die jeweilige Richtung bewegt wird. Das Magnetjoch des Öff
nermagneten weist eine Durchführung für einen Ventilstößel auf, der die auf die An
kerplatte einwirkenden Kräfte auf mindestens ein Gaswechselventil überträgt.
Der Aktor kann beispielsweise so ausgeführt sein, daß die Aktorfeder auf der dem
Gaswechselventil entgegengesetzten Seite des Aktors an der Außenseite des
Schließermagneten angeordnet ist. Dazu ist in Verlängerung des Ventilstößels ein
einen Aktorfederteller aufweisender Federstößel angeordnet, der in einer Durchfüh
rung im Magnetjoch des Schließermagneten gelagert ist. Die Aktorfeder ist dabei
beispielsweise von einer Ausformung des Magnetjochs des Schließermagneten um
geben. Alternativ kann auf das Magnetjoch des Schließermagneten ein die Aktorfe
der abdeckendes weiteres Aktorbauteil aufgesetzt werden. Das weitere Aktorbauteil
bildet dabei das Gegenlager für die auf dem Aktorfederteller des Aktorstößels auflie
gende Aktorfeder.
Ein Aktor bildet mit einem Gaswechselventil eine funktionelle Einheit, wobei das
Gaswechselventil, entsprechend einem konventionellen Zylinderkopf mit Nocken
wellen, mittels einer Ventilfeder und einem Ventilfederteller in den Ventilsitz des Zy
linderkopfes gezogen wird.
Ist eine funktionelle Einheit aus einem Aktor und einem Gaswechselventil an der
Brennkraftmaschine montiert, werden der Ventilschaft des Gaswechselventils, der
Ventilstößel und der Federstößel des Aktors gegeneinander gepreßt.
In der Ruhelage der funktionellen Einheit muß sich die Ankerplatte in einer durch die
Konstruktion bestimmte Position zwischen dem Öffnermagnet und dem Schließer
magnet befinden, beispielsweise in der Mittellage, wobei die Ventilfeder und die Ak
torfeder vorgespannt sind. Der Ventilteller des Gaswechselventils befindet sich in
diesem Beispiel in der Mittelstellung zwischen dem Ventilsitz des Zylinderkopfes, bei
der das Gaswechselventil geschlossen ist, und der Position, in der das Gaswechsel
ventil maximal geöffnet ist.
Für den Betrieb der funktionellen Einheit ist der Aktor so konstruiert, das in den bei
den Positionen, in der das Gaswechselventil maximal geöffnet ist, und in der das
Gaswechselventil in den Ventilsitz geschlossen wird, zwischen der Ankerplatte und
den Magnetjochen der Elektromagnete ein Luftspalt verbleibt, der eine Breite von
typisch 0.06 bis 0.1 Millimeter aufweist. Dieser Luftspalt umfaßt zumindest eine Teil
der möglichen Kontaktfläche der Ankerplatte und den Magnetjochen, beispielsweise
den Bereich vom Spulenfenster bis zum Rand. Der Luftspalt vermeidet ein vollstän
diges Aufprallen der Ankerplatte auf die Magnetjoche sowie hohe Adhäsionskräfte.
Der Nachteil bei der Konstruktion eines Aktors mit einem Luftspalt zwischen der
Ankerplatte und den Magnetjochen in dieser Breite besteht darin, daß zum Halten
der Ankerplatte an den Elektromagneten gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder
oder der Aktorfeder die Elektromagnete mit einem höheren Strom beaufschlagt
werden müssen, wozu die Aktoren konstruktiv ausgelegt werden müssen, und wo
durch die Leistungsaufnahme der Aktoren insgesamt zunimmt. Zudem wird durch
die variierenden Klebekräfte die Regelung des Flugverhaltens der Ankerplatte nach
teilig beeinflußt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aktor zur elektromagnetischen Ven
tilsteuerung dem Oberbegriff des Patentanspruch 1 anzugeben, bei dem die Adhäsi
on der Ankerplatte mit den Magnetjochen vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Merkmal im Kennzeichen des Pa
tentanspruchs 1 gelöst, wonach in mindestens eine Seite der Ankerplatte und/oder
in mindestens einem der Magnetjoche eine Oberflächenstruktur ausgearbeitet ist,
welche das Auftreten von Adhäsion zwischen der Ankerplatte und den Magnetjo
chen vermeidet.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Oberflächenstruktur in
der Ankerplatte v-förmige parallele Riefen eingearbeitet sind.
Durch den erfindungsgemäßen Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung mit
einer eine Oberflächenstruktur aufweisenden Ankerplatte wird das Auftreten von
Adhäsion zwischen der Ankerplatte und den Magnetjochen wirksam vermieden.
Im folgenden ist ein Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung anhand von ei
nem Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit zwei Figuren dargestellt und erläu
tert.
Es zeigten:
Fig. 1 ein Schnittbild eines Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteue
rung,
Fig. 2 eine Darstellung der eine Oberflächenstruktur aufweisenden Anker
platte des Aktors zur elektromagnetischen Ventilsteuerung.
In der Fig. 1 ist ein Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung dargestellt, der
im wesentlichen aus zwei Elektromagneten, dem Öffnermagnet 3 und dem Schlie
ßermagnet 2 besteht. Die Elektromagneten bestehen jeweils aus einem Magnetjoch
2.1, 3.1, in welchem ein Spulenfenster 2.2, 3.2 ausgearbeitet ist, und der in dem
Spulenfenster 2.2, 3.2 eingesetzten Erregerspule 2.3, 3.3. Die Elektromagneten
werden durch zwei aus einem nicht ferromagnetischen Material gefertigte Distanz
stücke 4 voneinander getrennt. Zwischen den Distanzstücken 4 oszilliert die Anker
platte 5.1, an der der Ventilstößel 5.2 befestigt ist, der die auf die Ankerplatte 5.1
einwirkenden Kräfte über eine Durchführung im Magnetjoch 3.1 des Öffnermagne
ten 3 auf ein Gaswechselventil überträgt. Der Aktor ist dabei so aufgebaut, daß beim
Betrieb des Aktors zwischen der Ankerplatte 5.1 und den Magnetjochen 2.1, 3.1 ein
Luftspalt von 0,06 Millimetern verbleibt.
In der Verlängerung des Ventilstößels 5.2 liegt auf der Ankerplatte 5.1 ein Federstö
ßel 7.1 auf, der in einer Durchführung im Magnetjoch 2.1 des Schließermagneten 2
gelagert ist, und der die auf die Ankerplatte 5.1 einwirkenden Kräfte auf die Aktorfe
der 7.2 überträgt. Dazu ist an dem der Ankerplatte 5.1 entgegengesetzten Ende des
Federstößels 7.1 ein Aktorfederteller 7.3 ausgearbeitet, auf dem die Aktorfeder 7.2
aufliegt, und über den die Aktorfeder 7.2 den Federstößel 7.1 gegen die Ankerplatte
5.1 preßt.
In die Durchführungen im Magnetjoch 2.1 des Schließermagneten 2 und dem Ma
gnetjoch 3.1 des Öffnermagneten 3 sind Führungshülsen 2.4, 3.4 eingearbeitet,
durch die der Ventilstößel 5.2 und der Federstößel 7.1 geführt werden.
Zur Schmierung des Ventilstößels 5.2 und des Federstößels 7.1 sind die Führungs
hülsen 2.4, 3.4 über nicht dargestellte Bohrungen mit den Schmiermittelkreislauf
der Brennkraftmaschine verbunden.
Die Aktorfeder 7.2 befindet sich in einer radialsymmetrisch um die Durchführung
des Federstößels 7.1 ausgebildeten, eine Wandung bildende Ausformung des Ma
gnetjochs 2.1 des Schließermagneten 2. Die Wandung weist auf der Innenseite ein
Gewinde auf, in das ein Schraubdeckel 8 eingeschraubt ist. Mittels des Schraub
deckels 8 kann die Vorspannung der Aktorfeder 7.2 verändert werden.
Durch die Versorgung des Ventilstößels 5.2 und des Federstößels 7.1 mit Schmier
stoff kommt es innerhalb des Aktors unweigerlich zur Bildung eines Schmierstof
films. Dieser Schmierstoffilm bewirkt beim Betrieb des Aktors trotz des Luftspaltes
von 0.06 Millimetern das Auftreten von Adhäsion, wenn die Ankerplatte 5.1 von dem
Schließermagnet 2 oder dem Öffnermagneten 3 angezogen und gegebenenfalls ge
halten wird. Als Adhäsion wird dabei das aneinander Haften zweier Festkörper be
zeichnet, das auf eine lockere Verbindung von Molekülketten auf Grund von Kräften
zwischen den Molekülen beruht, und das durch die Anwesenheit von Flüssigkeiten
hoher Viskosität verstärkt wird.
In der Fig. 2 ist die Ankerplatte 5.1 des Aktors separat dargestellt, wobei als Ober
flächenstruktur v-förmige parallele Riefen in die Oberfläche eingearbeitet sind.
Durch diese auf beiden Seiten der Ankerplatte 5.1 ausgearbeiteten Riefen wird eine
die gesamte Fläche der Ankerplatte übergreifende und dementsprechend starke
Adhäsion vermieden, wobei die Riefen als Ausgangspunkt zum Ablösen einer ent
standenen Adhäsion fungieren.
Grundsätzlich kann die Oberflächenstruktur 9 zur Vermeidung von Adhäsion auch in
den Magnetjochen 2.1, 3.1 ausgearbeitet werden. Durch die bereits aufwendige
Verbindung der Magnetjoche 2.1, 3.1 mit den Erregerspulen 2.3, 3.3 würde der
Herstellungsaufwand für die Magnetjoche 2.1, 3.1 weiter erhöht. Die zur Vermei
dung von Adhäsion beste Lösung, die jedoch sehr aufwendig und teuer wäre, ist das
einbringen einer Oberflächenstruktur 9 in beide Magnetjoche 2.1, 3.1 und in beide
Seiten der Ankerplatte 5.1.
Durch den Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung mit einer als Riefen aus
gebildeten Oberflächenstruktur 9 auf beiden Seiten der Ankerplatte 5.1 wird das
Auftreten von Adhäsion zwischen der Ankerplatte 5.1 und den Magnetjochen 2.1,
3.1 wirksam unterdrückt, wodurch eine Beeinträchtigung der Leitungsaufnahme und
der Steuerzeiten des Aktors vermieden wird.
Claims (2)
1. Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung aus zwei Elektromagneten, zwi
schen denen eine Ankerplatte (5.1) oszilliert, und die jeweils aus einem Magnet
joch (2.1, 3.1) und einer in einem Spulenfenster (2.2, 3.2) angeordneten Erreger
spule (2.3, 3.3) bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens eine Seite
der Ankerplatte (5.1) und/oder in mindestens einem der Magnetjoche (2.1, 3.1)
eine Oberflächenstruktur (9) ausgearbeitet ist, die das Auftreten von Adhäsion
zwischen der Ankerplatte (5.1) und den Magnetjochen (2.1, 3.1) vermeidet.
2. Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oberflächenstruktur (9)
in der Ankerplatte (5.1) v-förmige parallele Riefen eingearbeitet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10119291A DE10119291A1 (de) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10119291A DE10119291A1 (de) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung |
Publications (1)
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---|---|
DE10119291A1 true DE10119291A1 (de) | 2002-10-24 |
Family
ID=7682034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10119291A Ceased DE10119291A1 (de) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | Aktor zur elektromagnetischen Ventilsteuerung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10119291A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008014996A1 (de) | 2006-08-03 | 2008-02-07 | Eto Magnetic Gmbh | Elektromagnetische stellvorrichtung |
DE202011001412U1 (de) | 2011-01-12 | 2012-04-17 | Eto Magnetic Gmbh | Elektromagnetische Stellvorrichtung sowie Nockenwellenverstellvorrichtung |
DE102020109117A1 (de) | 2020-04-01 | 2021-10-07 | Eto Magnetic Gmbh | Haftoptimierte Ankerbaugruppe sowie elektromagnetische Stellvorrichtung |
-
2001
- 2001-04-20 DE DE10119291A patent/DE10119291A1/de not_active Ceased
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2008014996A1 (de) | 2006-08-03 | 2008-02-07 | Eto Magnetic Gmbh | Elektromagnetische stellvorrichtung |
DE202011001412U1 (de) | 2011-01-12 | 2012-04-17 | Eto Magnetic Gmbh | Elektromagnetische Stellvorrichtung sowie Nockenwellenverstellvorrichtung |
DE102020109117A1 (de) | 2020-04-01 | 2021-10-07 | Eto Magnetic Gmbh | Haftoptimierte Ankerbaugruppe sowie elektromagnetische Stellvorrichtung |
WO2021198218A1 (de) | 2020-04-01 | 2021-10-07 | Eto Magnetic Gmbh | Haftoptimierte ankerbaugruppe sowie elektromagnetische stellvorrichtung |
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