DE102009030375A1 - Electromagnetic control device has housing and actuator pins, which are displaced between retracted rest position in housing and working position extended from housing independent of each other - Google Patents

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DE102009030375A1 DE200910030375 DE102009030375A DE102009030375A1 DE 102009030375 A1 DE102009030375 A1 DE 102009030375A1 DE 200910030375 DE200910030375 DE 200910030375 DE 102009030375 A DE102009030375 A DE 102009030375A DE 102009030375 A1 DE102009030375 A1 DE 102009030375A1
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Abstract

The electromagnetic control device (1) has a housing (2) and actuator pins (3,3.1,3.2,3.3,3.4), which are displaced between a retracted rest position in the housing and a working position extended from the housing independent of each other. The actuator pins are supported in the housing adjacent to each other, and are impinged with force from spring unit in extension direction. Two independently energizable electromagnets (19.1,19.2) are provided with reversible direction of the magnetic field and three actuator pins.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit einem Gehäuse und Aktuatorstiften, die zwischen einer in das Gehäuse eingefahrenen Ruheposition und einer aus dem Gehäuse ausgefahrenen Arbeitsposition unabhängig voneinander verfahrbar und nebeneinander im Gehäuse gelagert und von Federmitteln in Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt sind, sowie den Aktuatorstiften jeweils zugeordneten Sperrstiften, die die Aktuatorstifte mittels Rastierungen in der Ruheposition halten und in Verfahrrichtung der Aktuatorstifte relativ zu diesen verlagerbar sind. Dabei sind die Sperrstifte an deren den Aktuatorstiften abgewandten Endabschnitten mit in Verfahrrichtung zweipolig magnetisierten Permanentmagneten versehen und werden zum Lösen der Rastierungen elektromagnetisch kraftbeaufschlagt in Einfahrrichtung verlagert.The The invention relates to an electromagnetic actuator with a housing and actuator pins that between a in the housing retracted rest position and one of the Housing extended working position independently moved from each other and stored side by side in the housing and are urged by spring means in the extension direction, and the actuator pins respectively associated locking pins, the hold the actuator pins by means of detents in the rest position and in the direction of movement of the actuator pins relative to these displaced are. In this case, the locking pins are remote from the actuator pins End sections with in the direction of travel two-pole magnetized permanent magnet provided and are electromagnetically powered to release the detents shifted in the retraction direction.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine derartige Stellvorrichtung eignet sich in besonderem Maße zur Verstellung hubvariabler Ventiltriebe von Brennkraftmaschinen, deren prinzipielle Funkti onsweise beispielsweise aus der DE 10 2004 021 376 A1 hervorgeht. Die Hubvariabilität dieses Ventiltriebs basiert auf einem Nockenstück mit zwei darauf direkt benachbart angeordneten Nocken, deren unterschiedliche Öffnungsverläufe mittels eines konventionell starr ausgebildeten Nockenfolgers selektiv auf ein Gaswechselventil übertragen werden. Zur betriebspunktabhängigen Einstellung dieser Öffnungsverläufe ist das Nockenstück drehfest, jedoch längsverschieblich auf einer Trägerwelle angeordnet und weist zwei spiralförmig und gegensinnig verlaufende Verschiebenuten auf, in welche die Endabschnitte der Aktuatorstifte zweier Stellvorrichtungen (mit jeweils einem Aktuatorstift) wechselweise eingekoppelt werden. Während der axiale Verlauf der sich mit dem zugehörigen Aktuatorstift in Eingriff befindlichen Verschiebenut dazu führt, dass sich das Nockenstück selbststeuernd und nockenwellenwinkeltreu von der einen in die andere Nockenposition verschiebt, ist der radiale Verlauf jeder Verschiebenut so gestaltet, dass diese gegen Ende des Verschiebevorgangs zunehmend flacher wird und den momentan in Eingriff befindlichen Aktuatorstift aus seiner Arbeitsposition zurück in die Ruheposition verlagert.Such a control device is particularly suitable for adjusting hubvariabler valve trains of internal combustion engines whose principle Funkti onsweise, for example, from DE 10 2004 021 376 A1 evident. The stroke variability of this valve train is based on a cam piece with two cams arranged directly adjacent thereto, whose different opening characteristics are selectively transmitted to a gas exchange valve by means of a conventionally rigid cam follower. For operating point-dependent adjustment of these opening courses, the cam piece is non-rotatably, but arranged longitudinally displaceable on a support shaft and has two spiral and oppositely extending sliding grooves, in which the end portions of the actuator pins of two actuators (each with an actuator pin) are alternately coupled. While the axial course of the sliding groove engaged with the associated actuator pin causes the cam piece to self-steer and camshaft angle shift from one to the other cam position, the radial extent of each slide groove is designed to become progressively flatter toward the end of the shifting operation is moved and the currently engaged actuator pin from its working position back to the rest position.

Im Falle des in der DE 196 11 641 C1 vorgeschlagenen Ventiltriebs mit drei benachbarten Nocken und zwei mit geringem Abstand angeordneten Aktuatorstiften erscheint es zweckmäßig, die Aktuatorstifte in einem gemeinsamen Gehäuse zu integrieren.In case of in the DE 196 11 641 C1 proposed valve train with three adjacent cams and two arranged at a small distance actuator pins, it seems appropriate to integrate the actuator pins in a common housing.

Eine Stellvorrichtung mit einer Gruppe unabhängig voneinander verfahrbarer Aktuatorstifte, die in einem gemeinsamen Gehäuse gelagert sind und mit elektromagnetisch kraftbeaufschlagten Sperrstiften in der oben genannten Weise zusammenwirken, geht aus der DE 10 2006 051 809 A1 hervor. Die elektromagnetische Kraftbeaufschlagung der Sperrstifte erfolgt mittels daran befestigten Magnetankern, die mit zugehörigen Magnetspulen jeweils einen Elektrohubmagneten bilden. Im Falle von zwei Aktuatorstiften sind somit auch zwei derartige Elektrohubmagneten bei entsprechend hohem Aufwand für Herstellung und Montage der Stellvorrichtung erforderlich.An actuator with a group of independently movable actuator pins, which are mounted in a common housing and cooperate with electromagnetically kraftbeaufschlagten locking pins in the above manner, goes out of the DE 10 2006 051 809 A1 out. The electromagnetic force is applied to the locking pins by means of magnetic anchors attached thereto, each of which forms a Elektrohubmagneten associated with magnetic coils. In the case of two actuator pins thus two such Elektrohubmagneten are required at a correspondingly high cost of manufacture and installation of the actuator.

Diese Betrachtung trifft in gleicher Weise für eine Stellvorrichtung gemäß der DE 10 2007 024 598 A1 zu, falls eine Gruppe von Aktuatorstiften in einem gemeinsamen Gehäuse zusammengefasst werden soll.This consideration applies equally to an actuator according to the DE 10 2007 024 598 A1 to, if a group of actuator pins in a common housing to be summarized.

In der WO 03/021612 A1 ist eine Stellvorrichtung vorgeschlagen, deren Betätigung auf dem Zusammenspiel eines Elektromagneten mit einem am Aktuatorstift befestigten Permanentmagneten basiert. Aufgrund dessen magnetischer Anziehungskraft haftet der in Ausfahrrichtung federkraftbeaufschlagte Aktuatorstift am unbestromten Elektromagneten. Zum Lösen des Aktuatorstifts aus dieser Ruheposition ist lediglich eine impulsförmige Strombeaufschlagung des Elektromagneten zur Überwindung der magnetischen Anziehungskraft des Permanentmagneten erforderlich, wobei der Aktuatorstift nicht nur durch die Kraft des Federmittels sondern auch durch die Kraft eines magnetischen Abstoßungseffekts zwischen dem Permanentmagneten und dem bestromten Elektromagneten in Richtung der Arbeitsposition beschleunigt wird.In the WO 03/021612 A1 is proposed an actuating device whose operation is based on the interaction of an electromagnet with a permanent magnet attached to the actuator pin. Due to its magnetic attraction of the spring-loaded in the extension direction actuator pin adheres to the de-energized electromagnet. To release the actuator pin from this rest position, only a pulse-shaped current loading of the electromagnet is required to overcome the magnetic attraction of the permanent magnet, the Aktuatorstift not only by the force of the spring means but also by the force of a magnetic repulsion effect between the permanent magnet and the energized electromagnet in the direction the working position is accelerated.

Eine konstruktive Weiterentwicklung dieses Funktionsprinzips ist in der DE 20 2008 008 142 U1 offenbart. Der Aktuatorstift wird dort lediglich durch die magnetische Anziehungskraft an einem Permanentmagneten gehalten, so dass durch gegenseitig exzentrische Anordnung von Aktuatorstiften und Permanentmagneten/Elektromagneten eine kompakte Bauweise der Stellvorrichtung mit zwei oder drei Aktuatorstiften in einem gemeinsamen Gehäuse ermöglicht wird.A constructive development of this functional principle is in the DE 20 2008 008 142 U1 disclosed. The actuator pin is held there only by the magnetic attraction force on a permanent magnet, so that a mutually eccentric arrangement of actuator pins and permanent magnets / electromagnets a compact design of the actuator with two or three actuator pins in a common housing is made possible.

Abgesehen von dem gemeinsamen Gehäuse erfordern alle genannten Stellvorrichtungen mit mehreren Aktuatorstiften einen erheblichen Herstell- und Montageaufwand, da sich kostenseitige Synergieeffekte hauptsächlich nur durch das gemeinsame Gehäuse ergeben.apart from the common housing require all mentioned actuators with several actuator pins a considerable manufacturing and assembly costs, since cost synergy effects mainly only resulting from the common housing.

Eine elektromagnetische Stellvorrichtung der eingangs genannten Art geht aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2009 010 949 A1 der Anmelderin hervor. Diese Stellvorrichtung weist zwei Aktuatorstifte auf, die in Verbindung mit einer bidirektional wirkenden Axialkulisse mit zwei sich kreuzenden Verschiebenuten gemäß der DE 10 2007 051 739 A1 eine Verschiebung des Nockenstücks in maximal drei Stufen ermöglichen.An electromagnetic actuator of the type mentioned is from the unpublished DE 10 2009 010 949 A1 the applicant. This actuator has two actuator pins, which in conjunction with a bidirectional we kenden Axialkulisse with two intersecting sliding grooves according to the DE 10 2007 051 739 A1 allow a shift of the cam piece in a maximum of three stages.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stellvorrichtung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die Stellvorrichtung für die Verwendung in vier- oder höherstufig hubvariablen Ventiltrieben mit verschiebbaren Nockenstücken geeignet und dabei möglichst kompakt bauend ausgebildet ist.Of the The present invention is therefore based on the object, an adjusting device of the aforementioned type so that the adjusting device for use in four- or higher-level lifting variables Valve drives with displaceable cam pieces are suitable and is designed as compact as possible.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen den Unteransprüchen entnehmbar sind. Demnach wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Stellvorrichtung zumindest zwei voneinander unabhängig bestrombare Elektromagneten mit jeweils umkehrbarer Richtung des Magnetfelds und zumindest drei Aktuatorstifte aufweist. Dabei sollen die Elektromagnete jeweils zwei direkt benachbarte Permanentmagneten kraftbeaufschlagen, deren Polungen entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind.The Solution to this problem arises from the features of Claim 1, while advantageous developments and refinements the dependent claims are removable. Accordingly, the task becomes achieved in that the adjusting device at least two independently energized electromagnets with each reversible direction of the magnetic field and at least three Having actuator pins. The electromagnets should each force two directly adjacent permanent magnets whose Polungen are aligned opposite to each other.

Gegenüber der zitierten DE 10 2006 051 809 A1 handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung nicht um ein bloßes Zusammenfassen von drei oder mehr identischen Einzelaktuatoren in einem gemeinsamen Gehäuse. Im Hinblick auf eine geringe Komponentenanzahl und zugunsten einer kompakten Bauweise ist es vielmehr vorgesehen, dass jedem der Elektromagneten jeweils zwei Aktuatorstifte zugeordnet sind, so dass die Anzahl der Elektromagneten stets kleiner als die Anzahl der Aktuatorstifte ist. Dabei sind zumindest drei Aktuatorstifte vorgesehen, die gemäß der DE 10 2007 051 739 A1 eine vierstufige Hubvariabilität eine Ventiltriebs mit verschiebbaren Nockenstücken ermöglichen.Opposed to the quoted DE 10 2006 051 809 A1 The adjusting device according to the invention is not merely a combination of three or more identical individual actuators in a common housing. In view of a small number of components and in favor of a compact design, it is rather provided that each of the electromagnets are each associated with two actuator pins, so that the number of electromagnets is always smaller than the number of actuator pins. In this case, at least three actuator pins are provided, which according to the DE 10 2007 051 739 A1 a four-stage stroke variability allow a valve train with sliding cam pieces.

Die entgegengesetzte Ausrichtung der Magnetpole von zwei direkt benachbarten Permanentmagneten führt dazu, dass bei Bestromung des jeweils zugeordneten Elektromagneten dasselbe von diesem erzeugte Magnetfeld den ersten Permanentmagneten anzieht und den zweiten Permanentmagneten abstößt. In Verbindung mit der Richtungsumkehr des Magnetfelds – hierzu ist der Elektromagnet zur Umkehr der Stromrichtung elektrisch umzupolen – ist also lediglich ein Elektromagnet erforderlich, um zwei Aktuatorstifte wechselweise anzusteuern. Hierbei verlagert sich der mit dem ersten Permanentmagneten verbundene Sperrstift in Richtung des Elektromagneten, d. h. in Einfahrrichtung des zugehörigen ersten Aktuatorstifts, der sich bei jetzt gelöster Rastierung und optional durch die Kraft eines weiteren Federmittels in dessen Arbeitsposition verlagert. Demgegenüber verbleiben der mit dem zweiten Permanentmagneten verbundene Sperrstift und der zugehörige zweite Aktuatorstift sowie auch der dritte und gegebenenfalls weitere Aktuatorstifte in ihrer Ruheposition.The opposite orientation of the magnetic poles of two directly adjacent Permanent magnet leads to the fact that when energized the respectively assigned Electromagnets the same from this magnetic field generated the first Tightens permanent magnet and repels the second permanent magnet. In connection with the direction reversal of the magnetic field - this is the electromagnet for reversing the current direction electrically umzupolen - is so only one solenoid required to connect two actuator pins to drive alternatively. This shifts with the first Permanent magnet connected locking pin in the direction of the electromagnet, d. H. in the retraction direction of the associated first actuator pin, which is now released detent and optionally by the force of another spring means in its working position relocated. In contrast, remain with the second Permanent magnet connected locking pin and the associated second Aktuatorstift and the third and possibly further Actuator pins in their rest position.

Bei entgegengesetzt gepolter Bestromung des Elektromagneten kehrt sich die Wirkung des Magnetfelds um, so dass nunmehr der zweite Permanentmagnet angezogen wird, während der erste Permanentmagnet abgestoßen wird. Ausgangspunkt hierfür ist wiederum der Zustand, dass die Aktuatorstifte mittels der Rastierungen in deren Ruhepositionen gehalten sind. In analoger Weise verlagert sich nun der zweite Aktuatorstift in dessen Arbeitsposition, während die übrigen Aktuatorstifte in ihrer Ruheposition verharren.at opposite poled energization of the electromagnet reverses the effect of the magnetic field, so that now the second permanent magnet is attracted while the first permanent magnet repelled becomes. The starting point for this is again the state that the actuator pins by means of the detents in their rest positions are held. In an analogous way, now displaces the second Aktuatorstift in its working position, while the rest Actuator pins remain in their rest position.

In Weiterbildung der Erfindung sollen die Elektromagnete durch eine Gehäusewand aus magnetisch leitendem Werkstoff voneinander separiert sein. Die magnetisch leitende Gehäusewand zwischen den Magnetspulen der Elektromagneten erzeugt einen magnetischen Kurzschluss und verhindert, dass sich das Magnetfeld einer bestromten Magnetspule zur benachbarten, nicht bestromten Magnetspule ausbreitet und infolge des dort induzierten Feldes eine Spannung erzeugt. Diese Spannung würde nicht nur (in unerwünschter Weise) rückwirkend am Steuergerät der Stellvorrichtung anliegen, sondern auch zu dem Risiko einer Fehlschaltung führen, indem der Permanentmagnet eines momentan nicht zu betätigenden Sperrstifts angezogen wird und der zugehöri ge Aktuatorstift unzulässig in dessen Arbeitsposition ausfährt. Um dies zu vermeiden, weist also jede Magnetspule ihren eigenen geschlossenen Spulenmantel aus magnetisch leitfähigem Werkstoff auf. Dessen hohe Leitfähigkeit bewirkt, dass die magnetischen Feldlinien nicht den Weg über die benachbarte Magnetspule, sondern durch die Gehäusewand nehmen.In Development of the invention, the electromagnets by a Housing wall of magnetically conductive material from each other be separated. The magnetically conductive housing wall between The magnetic coils of the electromagnets generates a magnetic Short circuit and prevents the magnetic field from being energized Magnetic coil to the adjacent, non-energized magnetic coil propagates and generates a voltage as a result of the field induced there. These Tension would not just (in an undesirable way) retroactively on the control unit of the adjusting device but also lead to the risk of mishandling, by the permanent magnet of a currently not operated Locking pin is tightened and the associated actuator pin inadmissible moves into its working position. To avoid this, so each solenoid has its own closed coil jacket made of magnetically conductive material. Its high conductivity causes the magnetic Field lines not the way across the adjacent solenoid, but take through the housing wall.

Gemäß einem später erläuterten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung können zwei Elektromagnete und vier Aktuatorstifte vorgesehen sein. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst die Stellvorrichtung zwei Elektromagnete und drei Aktuatorstifte, wobei der mittlere Permanentmagnet von beiden Elektromagneten kraftbeaufschlagt wird.According to one later explained first embodiment The invention can use two electromagnets and four actuator pins be provided. In a second embodiment the adjusting device comprises two electromagnets and three actuator pins, wherein the middle permanent magnet of both electromagnets force becomes.

In bevorzugter Ausgestaltung sollen die Rastierungen jeweils durch folgende Merkmale gebildet sein:

  • – eine im Aktuatorstift verlaufende Längsbohrung zur Aufnahme des Sperrstifts und eine oder mehrere die Längsbohrung schneidende Querbohrungen,
  • – eine am Sperrstift ausgebildete erste Stützfläche und eine im Gehäuse ausgebildete zweite Stützfläche, wobei zumindest eine der Stützflächen gegenüber der Verfahrrichtung geneigt verläuft,
  • – und einen oder mehrere Rastkörper, die in den Querbohrungen beweglich angeordnet und in der Ruheposition zwischen den Stützflächen eingespannt sind.
In a preferred embodiment, the detents should each be formed by the following features:
  • A longitudinal bore extending in the actuator pin for receiving the locking pin and one or more transverse bores cutting the longitudinal bore,
  • - A formed on the locking pin first Stützflä che and a housing formed in the second support surface, wherein at least one of the support surfaces relative to the direction of travel is inclined,
  • - And one or more locking body, which are arranged movably in the transverse bores and clamped in the rest position between the support surfaces.

Bei einer solchen, auf Form- oder Reibschluss basierenden Rastierung sind nur kleine Wirkflächen erforderlich, um den jeweiligen Aktuatorstift sicher in dessen Ruheposition zu halten. Im Gegensatz zu den so erzeugbaren Haltekräften sind die erforderlichen Kräfte zum Lösen der Rastierung um ein Vielfaches geringer, da gegebenenfalls neben der Kraft des den Sperrstift beaufschlagenden weiteren Federmittels lediglich die zwischen den Rastkörpern und den Stützflächen wirkenden Reibkräfte zu überwinden sind.at such, based on form or frictional engagement detent only small effective areas are required to the respective Keep actuator pin securely in its rest position. In contrast to the producible holding forces are the required Forces to release the detent by a multiple less, where appropriate, in addition to the force of the locking pin acting further spring means only between the locking bodies and the friction surfaces acting on the support surfaces to be overcome.

Der bzw. die Rastkörper sind bevorzugt als Kugeln ausgebildet, wie sie als extrem kostengünstiges Massenprodukt einer Wälzkörperfertigung entnehmbar sind. Dabei können drei Kugeln und drei gleichmäßig über den Umfang des Aktuatorstifts verteilte Querbohrungen vorgesehen sein. Diese Anordnung ist gegenüber lediglich einem Rastkörper insoweit vorteilhaft, als entweder bei identischer Dimensionierung der Rastkörper größere Haltekräfte erzeugbar sind oder bei kleinerer Dimensionierung der Rastkörper – entsprechend einem weiterhin reduzierten Bauraumbedarf der Rastierung – die gegebenenfalls bereits ausreichende Haltekraft nur eines Rastkörpers erzeugbar ist. Zum anderen führt die Anordnung der um 120° umfangsverteilten Kugeln zu einer mechanisch günstigen, zentrierten Abstützung des Sperrstifts in der Längsbohrung des Aktuatorstifts. Dennoch sind selbstverständlich auch Anordnungen mit lediglich einer, zwei, vier oder mehr Kugeln möglich.Of the or the latching bodies are preferably designed as spheres, as a mass-produced extremely low-cost product Wälzkörperfertigung be removed. It can three balls and three evenly over provided the periphery of the actuator pin distributed transverse bores be. This arrangement is compared to only one locking body insofar advantageous as either identical dimensioning the locking body greater holding forces can be produced or smaller dimensions of the locking body - accordingly a further reduced space requirement of Rastierung - the possibly already sufficient holding force only a detent body can be generated. On the other hand, the arrangement of circumferentially distributed by 120 ° Balls for a mechanically favorable, centered support of the locking pin in the longitudinal bore of the Aktuatorstifts. Yet are of course also arrangements with only one, two, four or more balls possible.

Außerdem können die Kugeln selbsthemmend zwischen den Stützflächen eingespannt sein, wobei die Stützflächen einen konstanten oder einen sich in Einfahrrichtung verkleinernden Abstand zueinander aufweisen. Beispielsweise kann die zweite Stützfläche parallel zur Verfahrrichtung des Aktuatorstifts verlaufen und Teil einer fertigungsgünstig durchgehend zylindrischen Längsführung für den Aktuatorstift sein. Bei der konstruktiven Auslegung der Stützflächen sind selbstverständlich sowohl die Federkräfte als auch die Reibungsverhältnisse an den Kugel-Stützflächen-Kontakten zu berücksichtigen, so dass der für eine einwandfreie Funktion der Rastierung erforderliche Bereich der Selbsthemmung an diesen Kontakten nicht verlassen wird.Furthermore The balls can be self-locking between the support surfaces be clamped, the support surfaces a constant or decreasing in the retraction distance to each other. For example, the second support surface run parallel to the direction of movement of the actuator pin and part a production-wise continuous cylindrical longitudinal guide be for the actuator pin. In the design interpretation The support surfaces are natural both the spring forces and the friction conditions to consider at the ball support surface contacts so that for a perfect function of the detent required range of self-locking on these contacts not will leave.

Dabei ist es zweckmäßig, dass sich die erste Stützfläche am Sperrstift in Ausfahrrichtung radial verjüngt und dass die Stützflächen parallel zueinander verlaufen. Im Falle rotationssymmetrischer Stützflächen sind dann die Stützflächen kreiskegelstumpfförmig ausgebildet. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen besonders verschleißarmen Gleit- oder Wälzkontakt zwischen den Kugeln und den Stützflächen, wenn der Aktuatorstift die Ruheposition verlässt und wieder erreicht.there It is expedient that the first support surface at the locking pin in the extension radially tapers and that the support surfaces are parallel to each other. In the case of rotationally symmetrical support surfaces then the support surfaces circular frustum-shaped educated. This embodiment allows a special low-wear sliding or rolling contact between the balls and the support surfaces when the actuator pin leaves the resting position and reaches it again.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele einer elektromagnetischen Stellvorrichtung dargestellt sind. Sofern nicht anders angegeben, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Bauteile oder Merkmale mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:Further Features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings, in which embodiments an electromagnetic actuator are shown. Provided not otherwise stated, are the same or functionally identical Components or features provided with the same reference numbers. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Stellvorrichtung mit vier Aktuatorstiften im Längsschnitt; 1 a first embodiment of an actuator with four actuator pins in longitudinal section;

2 die Stellvorrichtung gemäß 1 in der Untersicht; 2 the adjusting device according to 1 in the lower view;

3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Stellvorrichtung mit drei Aktuatorstiften im Längsschnitt; 3 a second embodiment of an actuator with three actuator pins in longitudinal section;

4 die Stellvorrichtung gemäß 3 in der Untersicht und 4 the adjusting device according to 3 in the lower view and

5a–c die Stellvorrichtung gemäß 3 mit deren unterschiedlichen Bestromungszuständen zur entsprechenden Betätigung der Aktuatorstifte. 5a C the adjusting device according to 3 with their different Bestromungszuständen for corresponding actuation of the actuator pins.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings

Die 1 und 2 offenbaren eine elektromagnetische Stellvorrichtung 1, die zur Ansteuerung eines fünfstufig hubvariablen Ventiltriebs mit verschiebbaren Nockenstücken dient, wie er prinzipiell aus der eingangs zitierten DE 196 11 641 C1 bekannt ist. Bei der Stellvorrichtung 1 handelt es sich um eine in den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine montierbare Baueinheit mit einem Gehäuse 2 und darin nebeneinander fluchtend angeordneten, hohlzylindrisch ausgebildeten Aktuatorstiften 3. Die vier als Gleichteile ausgebildeten Aktuatorstifte 3.1 bis 3.4 sind in Längsführungen 4 des Gehäuses 2 nebeneinander gelagert (siehe auch die in 2 dargestellte Untersicht auf die Stellvorrichtung 1) und können unabhängig voneinander zwischen einer in das Gehäuse 2 eingefahre nen Ruheposition (wie dargestellt) und einer aus dem Gehäuse 2 ausgefahrenen Arbeitsposition (nicht dargestellt) hin und her verfahren.The 1 and 2 disclose an electromagnetic actuator 1 , which serves to control a five-stage variable stroke valve train with sliding cam pieces, as in principle from the cited above DE 196 11 641 C1 is known. At the actuator 1 it is a unit which can be mounted in the cylinder head of an internal combustion engine and has a housing 2 and arranged side by side in alignment, hollow cylindrical actuator pins 3 , The four trained as equal parts actuator pins 3.1 to 3.4 are in longitudinal guides 4 of the housing 2 stored side by side (see also the in 2 illustrated bottom view of the actuator 1 ) and can independently between one in the housing 2 retracted NEN rest position (as shown) and one from the housing 2 extended working position (not shown) back and forth.

Die Aktuatorstifte 3 befinden sich in der Arbeitsposition in Eingriff mit einer auf dem Nockenstück ausgebildeten, bidirektional wirkenden Axialkulisse mit zwei sich kreuzenden Verschiebenuten, um das Nockenstück um den Betrag einer Nockenbreite zu verschieben. Das diesbezügliche Funktionsprinzip ist aus der eingangs zitierten DE 10 2007 051 739 A1 bekannt und lässt sich dahingehend zusammenfassen, dass stets nur einer der Aktuatorstifte 3 in die Axialkulisse ausfährt und in Abhängigkeit der momentanen Ausgangsstellung des Nockenstücks mit einer der beiden Verschiebenuten zusammenwirkt, um das Nockenstück in die eine oder die andere Axialrichtung zu verschieben. Ein unmittelbar aufeinander folgendes Ausfahren desselben Aktuatorstifts 3 bewirkt eine Hin- und Rückverschiebung des Nockenstücks, während ein aufeinander folgendes Ausfahren direkt benachbarter Aktuatorstifte 3 zu einer sukzessiven Verschiebung des Nockenstücks in dieselbe Axialrichtung führt. Bei dieser Anordnung ist eine Anzahl von n – 1 Aktuatorstiften 3 (vorliegend vier Aktuatorstifte) zur Darstellung einer n-stufigen Hubvariabilität des Ventiltriebs (vorliegend fünf Stufen) ausreichend.The actuator pins 3 are in the working position in engagement with one on the cam piece formed, bidirectional axial slide with two intersecting sliding grooves to move the cam piece by the amount of a cam width. The relevant operating principle is from the cited above DE 10 2007 051 739 A1 known and can be summarized to the effect that always only one of the Aktuatorstifte 3 extends into the axial slide and, depending on the current initial position of the cam piece cooperates with one of the two displacement grooves to move the cam piece in one or the other axial direction. An immediate successive extension of the same actuator pin 3 causes a back and forth shift of the cam piece, while a successive extension of directly adjacent actuator pins 3 leads to a successive displacement of the cam piece in the same axial direction. In this arrangement, there are a number of n-1 actuator pins 3 (Present four actuator pins) to illustrate an n-stage stroke variability of the valve train (in this case five stages) sufficient.

Die von Federmitteln – hier Schraubendruckfedern 5 – in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagten Aktuatorstifte 3 werden von Rastierungen in der Ruheposition gehalten. Ein Lösen der Rastierungen erfolgt durch ansteuerbare Sperrstifte 6, die ebenfalls als Gleichteile 6.1 bis 6.4 ausgebildet und relativ zu den Aktuatorstiften 3 in deren Verfahrrichtung verlagerbar sind.The spring means - here helical compression springs 5 - In the extension direction kraftbeaufschlagten actuator pins 3 are held by detents in the rest position. A release of the detents is done by controllable locking pins 6 , also as equal parts 6.1 to 6.4 formed and relative to the Aktuatorstiften 3 are displaced in the direction of travel.

Die miteinander identischen Rastierungen sind jeweils durch eine im Aktuatorstift 3 verlaufende Längsbohrung 7 und diese schneidende Querbohrungen 8, eine am Sperrstift 6 ausgebildete erste Stützfläche 9 und eine im Gehäuse 2 ausgebildete zweite Stützfläche 10 sowie drei Rastkörpern in Form von Kugeln 11 gebildet. Die in den gleichmäßig am Umfang des Aktuatorstifts 3 verteilten Querbohrungen 8 beweglich angeordneten Kugeln 11 sind in der Ruheposition des Aktuatorstifts 3 zwischen den Stützflächen 9 und 10 eingespannt. Hierzu verjüngt sich der in der Längsbohrung 7 verlaufende Endabschnitt 12 des Sperrstifts 6 konisch in Ausfahrrichtung des Aktuatorstifts 3, so dass die erste Stützfläche 9 die Außenmantelfläche eines Kreiskegelstumpfs bildet. Die zweite Stützfläche 10 im Gehäuse 2 verläuft mit konstantem Abstand dazu und bildet folglich die Innenmantelfläche eines Kreiskegelstumpfs.The mutually identical detents are each by a in Aktuatorstift 3 extending longitudinal bore 7 and these cutting cross holes 8th , one at the locking pin 6 trained first support surface 9 and one in the housing 2 trained second support surface 10 and three locking bodies in the form of balls 11 educated. The in the evenly on the circumference of the Aktuatorstifts 3 distributed transverse bores 8th movably arranged balls 11 are in the rest position of the actuator pin 3 between the support surfaces 9 and 10 clamped. For this purpose, the tapered in the longitudinal bore 7 extending end portion 12 of the locking pin 6 conical in the extension direction of the actuator pin 3 so that the first support surface 9 forms the outer circumferential surface of a circular truncated cone. The second support surface 10 in the case 2 runs at a constant distance to and thus forms the inner circumferential surface of a circular truncated cone.

Die Sperrstifte 6 sind jeweils durch ein weiteres Federmittel – hier eine Schraubendruckfeder 13 – ebenfalls in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt. Der Neigungswinkel der Stützflächen 9, 10 gegenüber der Verfahrrichtung des Aktuatorstifts 3 ist unter Berücksichtigung der auf den Sperrstift 6 und den Aktuatorstift 3 wirkenden Federkräfte sowie der Reibungsverhältnisse an den Kugel-Stützflächen-Kontakten so gewählt, dass die Kugeln 11 selbsthemmend zwischen den Stützflächen 9, 10 eingespannt sind und so den Aktuatorstift 3 sicher in der Ruheposition fixieren. Der Neigungswinkel beträgt vorliegend etwa 5°.The locking pins 6 are each by another spring means - here a helical compression spring 13 - Also subjected to force in the extension direction. The angle of inclination of the supporting surfaces 9 . 10 opposite the direction of travel of the actuator pin 3 is taking into account the on the locking pin 6 and the actuator pin 3 acting spring forces and the friction conditions on the ball-support surface contacts chosen so that the balls 11 self-locking between the support surfaces 9 . 10 are clamped and so the actuator pin 3 secure in the rest position. The inclination angle is presently about 5 °.

Die zueinander konzentrischen Schraubendruckfedern 5, 13 stützen sich einerseits an im Gehäuse 2 eingepressten Buchsen 14 und andererseits an kreisringförmigen Stirnflächen 15 und 16 der Aktuatorstifte 3 bzw. der Sperrstifte 6 ab. Die Sperrstifte 6 werden zum Lösen der Rastierungen elektromagnetisch kraftbeaufschlagt in Einfahrrichtung der Aktuatorstifte 3 verlagert und sind zu diesem Zweck an ihren den Aktuatorstiften 3 abgewandten Endabschnitten 17 mit daran befestigten Permanentmagneten 18 versehen. Erfindungsgemäß sind diese zweipolig axial magnetisiert, in Verfahrrichtung der Aktuatorstifte 3 bezüglich ihrer mit N und S bezeichneten Nord- und Südpole abwechselnd entgegengesetzt zueinander ausgerichtet und paarweise jeweils dem Magnetfeld eines einzigen Elektromagneten 19 ausgesetzt.The mutually concentric helical compression springs 5 . 13 supported on the one hand in the housing 2 pressed bushes 14 and on the other hand on annular end faces 15 and 16 the actuator pins 3 or the locking pins 6 from. The locking pins 6 are electromagnetically kraftbeaufschlagt to release the detents in the retraction of the actuator pins 3 shifted and are for this purpose at their the actuator pins 3 remote end portions 17 with permanent magnets attached thereto 18 Mistake. According to the invention, these are magnetized in a double pole axially, in the direction of travel of the actuator pins 3 with respect to their north and south poles designated N and S alternately oriented opposite to each other and in pairs each of the magnetic field of a single electromagnet 19 exposed.

Wesentliche Bauteile der ebenfalls als Gleichteile ausgebildeten und durch eine Gehäusewand 20 aus magnetisch leitendem Werkstoff voneinander separierten Elektromagneten 19 sind jeweils eine Magnetspule 21 und ein stationärer Kernbereich 22. Die umpolbare Gleichstromversorgung der Magnetspulen 21 erfolgt über einen Steckverbinder 23. Der koaxial in der Magnetspule 21 verlaufende Kernbereich 22 weist seitens der Permanentmagneten 18 eine Schulter auf, die eine ebene Anlagefläche 24 für die Sperrstifte 6 bildet. Eine stark haftende Anlage der Permanentmagneten 18 an den Anlageflächen 24 wird dadurch vermieden, dass die Endabschnitte 17 der Sperrstifte 6 gegenüber den Permanentmagneten 18 erhaben verlaufen und diese stets einen entsprechenden Mindestabstand zur Anlagefläche 24 aufweisen.Essential components of the likewise formed as equal parts and through a housing wall 20 of magnetically conductive material separated electromagnets 19 are each a magnetic coil 21 and a stationary core area 22 , The reversible DC power supply of the solenoid coils 21 via a connector 23 , The coaxial in the solenoid 21 extending core area 22 points on the part of the permanent magnets 18 a shoulder on which has a flat contact surface 24 for the locking pins 6 forms. A strongly adhering system of permanent magnets 18 at the contact surfaces 24 This avoids the end sections 17 the locking pins 6 opposite the permanent magnets 18 raised and this always a corresponding minimum distance to the contact surface 24 exhibit.

Zur Funktionsweise der Stellvorrichtung 1: Ausgangspunkt ist deren unbestromter Zustand, bei welchem alle Aktuatorstifte 3 in deren Ruheposition verrastet sind. Wird an den einen Elektromagneten 19.1 Stromspannung mit einer ersten Polung (+/–) angelegt – der Elektromagnet 19.2 bleibt unbestromt – so zieht das mit der eingezeichneten S-N Ausrichtung entstehende Magnetfeld den gleichgerichtet gepolten Permanentmagneten 18.2 an und stößt den entgegengesetzt gepolten Permanentmagneten 18.1 ab. Während der abgestoßene Permanentmagnet 18.1, der zugehörige Sperrstift 6.1 und folglich auch der zugehörige Aktuatorstift 3.1 aufgrund der zugehörigen nicht gelösten Rastierung in Ruhe verbleiben, wird der mit dem Permanentmagneten 18.2 angezogene Sperrstift 6.2 bis zur Anlagefläche 24 in die Einfahrrichtung verlagert. Dabei löst sich die zugehörige Rastierung, indem die Klemmwirkung der Kugeln 11 gegenüber den Stützflächen 9, 10 aufgehoben wird. Während die Kugeln 11 der Neigung der zweiten Stützfläche 11 im Gehäuse 2 folgen und sich radial einwärts in den Querbohrungen 8 verlagern, wird der Aktuatorstift 3.2 durch die Kraft der Schraubendruckfeder 5 in seine Arbeitsposition getrieben. Der Elektromagnet 19.1 wird daraufhin stromlos geschaltet, so dass der angezogene Sperrstift 6.2 durch die Kraft der Schraubendruckfeder 13 in seine Ausgangslage zurückkehrt.To the operation of the actuator 1 : Starting point is their de-energized state, in which all actuator pins 3 locked in their rest position. Is attached to the one electromagnet 19.1 Voltage applied with a first polarity (+/-) - the electromagnet 19.2 remains de-energized - so the resulting with the marked SN alignment magnetic field pulls the rectified poled permanent magnet 18.2 and abuts the oppositely poled permanent magnet 18.1 from. While the ejected permanent magnet 18.1 , the associated locking pin 6.1 and consequently also the associated actuator pin 3.1 due to the associated undissolved detent remain at rest, the with the permanent magnet 18.2 tightened locking pin 6.2 up to the contact surface 24 shifted in the retraction. The associated detent detaches itself by the clamping effect of the balls 11 opposite the support surfaces 9 . 10 canceled becomes. While the balls 11 the inclination of the second support surface 11 in the case 2 follow and move radially inward in the cross holes 8th shift, becomes the actuator pin 3.2 by the force of the helical compression spring 5 driven into his working position. The electromagnet 19.1 is then de-energized, so that the tightened locking pin 6.2 by the force of the helical compression spring 13 returns to its original position.

Wie eingangs erwähnt, wird der in Eingriff befindliche Aktuatorstift 3.2 durch einen sich radial erhebenden Auslaufbereich der auf dem Nockenstück verlaufenden Verschiebenut zurück in dessen Ruheposition geschoben und dort wieder verrastet. Dies erfolgt dadurch, dass die Kugeln 11 dem geneigten Verlauf der ersten Stützfläche 9 am Sperrstift 6.2 folgen, sich radial auswärts in den Querbohrungen 8 verlagern und unter Selbsthemmung zwischen den Stützflächen 9, 10 eingespannt werden.As mentioned above, the engaged actuator pin 3.2 pushed back into its rest position by a radially rising outlet region of the sliding groove extending on the cam piece and locked there again. This is done by making the balls 11 the inclined course of the first support surface 9 at the locking pin 6.2 follow, radially outward in the cross holes 8th shift and under self-locking between the support surfaces 9 . 10 be clamped.

Die Betätigung des direkt benachbarten Aktuatorstifts 3.1 wird dadurch eingeleitet, dass an den Elektromagneten 19.1 Stromspannung mit zur ersten Polung (+/–) umgekehrter zweiter Polung (–/+) angelegt wird. Der Elektromagnet 19.2 bleibt wiederum unbestromt. Die umgekehrte Wirkrichtung des jetzt entstehenden Magnetfelds mit gegenüber der Darstellung entgegengesetzter N-S Ausrichtung stößt den dann entgegengesetzt gepolten Permanentmagneten 18.2 ab und zieht den dann gleichgerichtet gepolten Permanentmagneten 18.1 an. Der weitere Stellverlauf des Aktuatorstifts 3.1 erfolgt in identischer Weise wie vorstehend für den Aktuatorstift 3.2 erläutert.The actuation of the directly adjacent actuator pin 3.1 is initiated by the fact that to the electromagnet 19.1 Voltage is applied with the second polarity (- / +) reversed to the first polarity (+/-). The electromagnet 19.2 remains again without power. The reverse direction of action of the now developing magnetic field with opposite to the representation of opposite NS alignment abuts the then oppositely poled permanent magnet 18.2 and pull the then rectified poled permanent magnet 18.1 at. The further control curve of the actuator pin 3.1 takes place in an identical manner as above for the Aktuatorstift 3.2 explained.

Die Betätigung der anderen beiden Aktuatorstifte 3.3 und 3.4 erfolgt durch Bestromung des Elektromagneten 19.2 und ansonsten auf die gleiche Weise wie für die Aktuatorstifte 3.1 und 3.2 erläutert.The actuation of the other two actuator pins 3.3 and 3.4 is done by energizing the electromagnet 19.2 and otherwise in the same way as for the actuator pins 3.1 and 3.2 explained.

Die 3 und 4 zeigen eine Stellvorrichtung 1', die ebenfalls zwei Elektromagneten 19, jedoch nur drei Aktuatorstifte 3 aufweist. Auch diese Stellvorrichtung 1' ist für den Einsatz in einem hubvariablen Ventiltrieb mit verschiebbaren Nockenstücken und – der Anzahl der Aktuatorstifte 3 entsprechend – vierstufiger Hubvariabilität vorgesehen. Die Stellvorrichtungen 1 und 1' weisen miteinander identische Rastierungen der Aktuatorstifte 3 auf und unterscheiden sich im wesentlichen nur dadurch, dass bei der Stellvorrichtung 1' der mittlere Permanentmagnet 18.2 im magnetischen Einflussbereich beider Elektromagneten 19 liegt und in Abhängigkeit von deren Bestromung von einem oder beiden Elektromagneten 19 kraftbeaufschlagt wird. Diese Abhängigkeit ist in den 5a bis 5c illustriert. Als Anlagefläche für den mittleren Sperrstift 6.2 dient ein zwischen den Kernbereichen 22 verlaufender Anschlag 25, der mit den ebenen Anlageflächen 24 fluchtet.The 3 and 4 show an actuator 1' , which also has two electromagnets 19 , but only three actuator pins 3 having. Also this adjusting device 1' is for use in a variable stroke valve train with sliding cam pieces and - the number of actuator pins 3 accordingly - four-stage stroke variability provided. The adjusting devices 1 and 1' have identical to each other detents of the actuator pins 3 essentially differ only in that in the adjusting device 1' the middle permanent magnet 18.2 in the magnetic sphere of influence of both electromagnets 19 is and depending on their energization of one or both electromagnets 19 is charged with force. This dependence is in the 5a to 5c illustrated. As a contact surface for the middle locking pin 6.2 serves one between the core areas 22 running stop 25 that with the flat contact surfaces 24 flees.

Die Betätigung des Aktuatorstifts 3.1 erfolgt gemäß 5a durch Bestromung des Elektromagneten 19.1 mit einer ersten Polung (+/–), während der Elektromagnet 19.2 unbestromt bleibt. Das mit der eingezeichneten N-S Ausrichtung entstehende Magnetfeld zieht den gleichgerichtet gepolten Permanentmagne ten 18.1 an und stößt den direkt dazu benachbarten Permanentmagneten 18.2 aufgrund dessen entgegengesetzt gerichteter Polung ab. Die Kraftbeaufschlagung des Permanentmagneten 18.3 bleibt aufgrund der aus magnetisch leitendem Werkstoff bestehenden Gehäusewand 20 zwischen den Elektromagneten 19 (magnetischer Kurzschluss) und der magnetisch abschirmenden Wirkung durch den Permanentmagneten 18.2 vernachlässigbar klein.The actuation of the actuator pin 3.1 takes place according to 5a by energizing the electromagnet 19.1 with a first polarity (+/-) while the electromagnet 19.2 remains energized. The resulting with the marked NS orientation magnetic field pulls the rectified poled permanent Magne th 18.1 and abuts the directly adjacent thereto permanent magnet 18.2 due to its opposite polarity. The application of force to the permanent magnet 18.3 remains due to the housing wall made of magnetically conductive material 20 between the electromagnets 19 (magnetic short circuit) and the magnetic shielding effect by the permanent magnet 18.2 negligible small.

Die Betätigung des Aktuatorstifts 3.2 erfolgt gemäß 5b durch Bestromung beider Elektromagneten 19 mit einer zur ersten Polung (+/–) entgegen gesetzten Polung (–/+). Die dementsprechend mit der eingezeichneten S-N Ausrichtung entstehenden Magnetfelder ziehen den gleichgerichtet gepolten Permanentmagneten 18.2 an und stoßen die dazu beidseits benachbarten Permanentmagneten 18.1 und 18.3 aufgrund deren dazu entgegengesetzt gerichteter Polung ab.The actuation of the actuator pin 3.2 takes place according to 5b by energizing both electromagnets 19 with a polarity opposite to the first polarity (+/-) (- / +). The resulting corresponding with the marked SN alignment magnetic fields pull the rectified poled permanent magnet 18.2 and abut the on both sides adjacent permanent magnets 18.1 and 18.3 due to their oppositely directed polarity.

Die Betätigung des Aktuatorstifts 3.3 erfolgt gemäß 5c. In diesem Fall wird der Elektromagnet 19.2 mit der ersten Polung (+/–) bestromt, während der Elektromagnet 19.1 unbestromt bleibt. Das mit der eingezeichneten N-S Ausrichtung entstehende Magnetfeld zieht nun den gleichgerichtet gepolten Permanentmagneten 18.3 an und stößt den dazu direkt benachbarten Permanentmagneten 18.2 aufgrund dessen dazu entgegengesetzt gerichteter Polung ab. In analoger Weise zu 5a bleibt nun die Kraftbeaufschlagung des Permanentmagneten 18.1 aufgrund der magnetisch leitenden Gehäusewand 20 zwischen den Elektromagneten 19 und der magnetisch abschirmenden Wirkung durch den Permanentmagneten 18.2 vernachlässigbar klein.The actuation of the actuator pin 3.3 takes place according to 5c , In this case, the electromagnet 19.2 energized with the first polarity (+/-) while the electromagnet 19.1 remains energized. The magnetic field generated with the marked NS alignment now pulls the rectified poled permanent magnet 18.3 and abuts the directly adjacent permanent magnet 18.2 due to its opposite polarity. Analogously to 5a Now remains the application of force to the permanent magnet 18.1 due to the magnetically conductive housing wall 20 between the electromagnets 19 and the magnetic shielding effect by the permanent magnet 18.2 negligible small.

11
Stellvorrichtunglocking device
22
Gehäusecasing
33
Aktuatorstifte 3.1 bis 3.4 actuator pins 3.1 to 3.4
44
Längsführunglongitudinal guide
55
SchraubendruckfederHelical compression spring
66
Sperrstifte 6.1 bis 6.4 locking pins 6.1 to 6.4
77
Längsbohrunglongitudinal bore
88th
Querbohrungcross hole
99
erste Stützflächefirst support surface
1010
zweite Stützflächesecond support surface
1111
KugelBullet
1212
Endabschnitt des Sperrstiftsend of the locking pin
1313
SchraubendruckfederHelical compression spring
1414
BuchseRifle
1515
Stirnfläche am Aktuatorstiftface on the actuator pin
1616
Stirnfläche am Sperrstiftface at the locking pin
1717
Endabschnitt des Sperrstiftsend of the locking pin
1818
Permanentmagnete 18.1 bis 18.4 permanent magnets 18.1 to 18.4
1919
Elektromagnete 19.1 und 19.2 electromagnets 19.1 and 19.2
2020
Gehäusewandhousing wall
2121
Magnetspulesolenoid
2222
stationärer Kernbereichstationary core area
2323
SteckverbinderConnectors
2424
Anlagefläche am Kernbereichcontact surface at the core area
2525
Anschlagattack

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102004021376 A1 [0002] DE 102004021376 A1 [0002]
  • - DE 19611641 C1 [0003, 0028] - DE 19611641 C1 [0003, 0028]
  • - DE 102006051809 A1 [0004, 0012] - DE 102006051809 A1 [0004, 0012]
  • - DE 102007024598 A1 [0005] DE 102007024598 A1 [0005]
  • - WO 03/021612 A1 [0006] WO 03/021612 A1 [0006]
  • - DE 202008008142 U1 [0007] - DE 202008008142 U1 [0007]
  • - DE 102009010949 A1 [0009] - DE 102009010949 A1 [0009]
  • - DE 102007051739 A1 [0009, 0012, 0029] - DE 102007051739 A1 [0009, 0012, 0029]

Claims (11)

Elektromagnetische Stellvorrichtung (1, 1') mit einem Gehäuse (2) und Aktuatorstiften (3), die zwischen einer in das Gehäuse (2) eingefahrenen Ruheposition und einer aus dem Gehäuse (2) ausgefahrenen Arbeitsposition unabhängig voneinander verfahrbar und nebeneinander im Gehäuse (2) gelagert und von Federmitteln (5) in Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt sind, sowie den Aktuatorstiften (3) jeweils zugeordneten Sperrstiften (6), die die Aktuatorstifte (3) mittels Rastierungen in der Ruheposition halten und in Verfahrrichtung der Aktuatorstifte (3) relativ zu diesen verlagerbar sind, wobei die Sperrstifte (6) an deren den Aktuatorstiften (3) abgewandten Endabschnitten (17) mit in Verfahrrichtung zweipolig magnetisierten Permanentmagneten (18) versehen sind und zum Lösen der Rastierungen elektromagnetisch kraftbeaufschlagt in Einfahrrichtung verlagert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (1, 1') zumindest zwei voneinander unabhängig bestrombare Elektromagneten (19) mit jeweils umkehrbarer Richtung des Magnetfelds und zumindest drei Aktuatorstifte (3) aufweist, wobei die Elektromagnete (19) jeweils zwei direkt benachbarte Permanentmagneten (18) kraftbeaufschlagen, deren Polungen entgegengesetzt zueinander ausgerichtet sind.Electromagnetic actuator ( 1 . 1' ) with a housing ( 2 ) and actuator pins ( 3 ), which between one in the housing ( 2 ) retracted rest position and one from the housing ( 2 ) extended working position independently movable and side by side in the housing ( 2 ) and spring devices ( 5 ) are subjected to force in the extension direction, as well as the actuator pins ( 3 ) associated locking pins ( 6 ), the actuator pins ( 3 ) hold by means of detents in the rest position and in the direction of movement of the actuator pins ( 3 ) are displaceable relative to these, wherein the locking pins ( 6 ) at the actuator pins ( 3 ) facing away from end portions ( 17 ) with two-pole magnetized in the direction of travel permanent magnet ( 18 ) are provided and released to release the detents electromagnetically kraftbeaufschlagt in the retraction direction, characterized in that the adjusting device ( 1 . 1' ) at least two independently energizable electromagnets ( 19 ) with reversible direction of the magnetic field and at least three actuator pins ( 3 ), wherein the electromagnets ( 19 ) two directly adjacent permanent magnets ( 18 ) force, the polarity of which are aligned opposite to each other. Stellvorrichtung (1, 1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnete (19) durch eine Gehäusewand (20) aus magnetisch leitendem Werkstoff voneinander separiert sind.Adjusting device ( 1 . 1' ) according to claim 1, characterized in that the electromagnets ( 19 ) by a housing wall ( 20 ) are separated from each other from magnetically conductive material. Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektromagnete (19) und vier Aktuatorstifte (3) vorgesehen sind.Adjusting device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that two electromagnets ( 19 ) and four actuator pins ( 3 ) are provided. Stellvorrichtung (1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektromagnete (19) und drei Aktuatorstifte (3) vorgesehen sind, wobei der mittlere Permanentmagnet (18.2) von beiden Elektromagneten (19) kraftbeaufschlagt wird.Adjusting device ( 1' ) according to claim 1, characterized in that two electromagnets ( 19 ) and three actuator pins ( 3 ) are provided, wherein the middle permanent magnet ( 18.2 ) of both electromagnets ( 19 ) is subjected to force. Stellvorrichtung (1, 1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrstifte (6) von weiteren Federmitteln (13) in Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt sind.Adjusting device ( 1 . 1' ) according to claim 1, characterized in that the locking pins ( 6 ) of other spring means ( 13 ) are subjected to force in the extension direction. Stellvorrichtung (1, 1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastierungen jeweils durch folgende Merkmale gebildet sind: – eine im Aktuatorstift (3) verlaufende Längsbohrung (7) zur Aufnahme des Sperrstifts (6) und eine oder mehrere die Längsbohrung (7) schneidende Querbohrungen (8), – eine am Sperrstift (6) ausgebildete erste Stützfläche (9) und eine im Gehäuse (2) ausgebildete zweite Stützfläche (10), wobei zumindest eine der Stützflächen (9, 10) gegenüber der Verfahrrichtung geneigt verläuft, – und einen oder mehrere Rastkörper (11), die in den Querbohrungen (8) beweglich angeordnet und in der Ruheposition zwischen den Stützflächen (9, 10) eingespannt sind.Adjusting device ( 1 . 1' ) according to claim 1, characterized in that the detents are each formed by the following features: - one in Aktuatorstift ( 3 ) extending longitudinal bore ( 7 ) for receiving the locking pin ( 6 ) and one or more of the longitudinal bore ( 7 ) intersecting transverse bores ( 8th ), - one on the locking pin ( 6 ) formed first support surface ( 9 ) and one in the housing ( 2 ) formed second support surface ( 10 ), wherein at least one of the support surfaces ( 9 . 10 ) inclined relative to the direction of travel, - and one or more locking body ( 11 ) in the transverse bores ( 8th ) and in the rest position between the support surfaces ( 9 . 10 ) are clamped. Stellvorrichtung (1, 1') nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkörper (11) als Kugeln ausgebildet sind.Adjusting device ( 1 . 1' ) according to claim 6, characterized in that the detent body ( 11 ) are formed as balls. Stellvorrichtung (1, 1') nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass drei Kugeln (11) und drei gleichmäßig über den Umfang des Aktuatorstifts (3) verteilte Querbohrungen (8) vorgesehen sind.Adjusting device ( 1 . 1' ) according to claim 7, characterized in that three balls ( 11 ) and three evenly over the circumference of the Aktuatorstifts ( 3 ) distributed transverse bores ( 8th ) are provided. Stellvorrichtung (1, 1') nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (11) selbsthemmend zwischen den Stützflächen (9, 10) eingespannt sind, wobei die Stützflächen (9, 10) einen konstanten oder einen sich in Einfahrrichtung verkleinernden Abstand zueinander aufweisen.Adjusting device ( 1 . 1' ) according to claim 7, characterized in that the balls ( 11 ) self-locking between the support surfaces ( 9 . 10 ) are clamped, wherein the support surfaces ( 9 . 10 ) have a constant or a decreasing distance in the retraction direction to each other. Stellvorrichtung (1, 1') nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Stützfläche (9) in Ausfahrrichtung radial verjüngt und dass die Stützflächen (9, 10) parallel zueinander verlaufen.Adjusting device ( 1 . 1' ) according to claim 9, characterized in that the first support surface ( 9 ) radially tapered in the extension direction and that the support surfaces ( 9 . 10 ) parallel to each other. Stellvorrichtung (1, 1') nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (9, 10) kreiskegelstumpfförmig ausgebildet sind.Adjusting device ( 1 . 1' ) according to claim 10, characterized in that the support surfaces ( 9 . 10 ) are formed truncated circular.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8939119B2 (en) 2011-05-30 2015-01-27 Eto Magnetic Gmbh Camshaft adjustment device
JP2015128125A (en) * 2013-11-28 2015-07-09 株式会社デンソー Electromagnetic actuator
CN113818944A (en) * 2020-06-15 2021-12-21 广州汽车集团股份有限公司 Double-pin electromagnetic valve

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202010010371U1 (en) 2010-07-16 2011-10-17 Eto Magnetic Gmbh Electromagnetic actuator
DE102011003760B4 (en) 2010-11-29 2022-03-24 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electromagnetic actuator
DE102011086233B4 (en) * 2011-11-14 2015-11-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuator device for adjusting a sliding cam system with switching disc
DE102012111851B4 (en) 2012-12-05 2023-03-16 Eto Magnetic Gmbh Electromagnetic actuator
DE102013201308A1 (en) * 2013-01-28 2014-07-31 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Actuator for sliding cam system of engine, has control pin that is actuated by electromagnet unit, so that pin is guided in pressure plate axially displaceably and form-locking counter to force direction of springs in their movement
DE102013202130A1 (en) * 2013-02-08 2014-08-14 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Sliding cam actuator for sliding cam system of internal combustion engine, has armature that is arranged to winding, such that running pin is extended from housing at occurrence of magnetic force and is immersed in slide groove of cam

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19611641C1 (en) 1996-03-25 1997-06-05 Porsche Ag Valve operating cam drive for combustion engines
WO2003021612A1 (en) 2001-09-01 2003-03-13 Ina-Schaeffler Kg Electromagnetic regulating device
DE102004021376A1 (en) 2004-04-30 2005-12-08 Audi Ag Valve train for internal combustion engine, has sliding surface forming radial bearing and formed in bearing block, and radially rotating nut connected with lubricant e.g. oil, supply of internal combustion engine
DE102006051809A1 (en) 2006-11-03 2008-05-08 Schaeffler Kg locking device
DE202008008142U1 (en) 2007-06-19 2008-10-30 Eto Magnetic Gmbh Electromagnetic actuator
DE102007024598A1 (en) 2007-05-25 2008-11-27 Schaeffler Kg Regulation device has housing and controllable holding and release device to hold actuator pin in retaining position and to release actuator pin from retaining position
DE102007051739A1 (en) 2007-10-30 2009-05-07 Schaeffler Kg Valve gear of an internal combustion engine
DE102009010949A1 (en) 2009-02-27 2010-09-02 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Electromagnetic actuator

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19611641C1 (en) 1996-03-25 1997-06-05 Porsche Ag Valve operating cam drive for combustion engines
WO2003021612A1 (en) 2001-09-01 2003-03-13 Ina-Schaeffler Kg Electromagnetic regulating device
DE102004021376A1 (en) 2004-04-30 2005-12-08 Audi Ag Valve train for internal combustion engine, has sliding surface forming radial bearing and formed in bearing block, and radially rotating nut connected with lubricant e.g. oil, supply of internal combustion engine
DE102006051809A1 (en) 2006-11-03 2008-05-08 Schaeffler Kg locking device
DE102007024598A1 (en) 2007-05-25 2008-11-27 Schaeffler Kg Regulation device has housing and controllable holding and release device to hold actuator pin in retaining position and to release actuator pin from retaining position
DE202008008142U1 (en) 2007-06-19 2008-10-30 Eto Magnetic Gmbh Electromagnetic actuator
DE102007051739A1 (en) 2007-10-30 2009-05-07 Schaeffler Kg Valve gear of an internal combustion engine
DE102009010949A1 (en) 2009-02-27 2010-09-02 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Electromagnetic actuator

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8939119B2 (en) 2011-05-30 2015-01-27 Eto Magnetic Gmbh Camshaft adjustment device
JP2015128125A (en) * 2013-11-28 2015-07-09 株式会社デンソー Electromagnetic actuator
CN113818944A (en) * 2020-06-15 2021-12-21 广州汽车集团股份有限公司 Double-pin electromagnetic valve
CN113818944B (en) * 2020-06-15 2022-07-26 广州汽车集团股份有限公司 Double-pin electromagnetic valve

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