DE102009053121A1 - Electromagnetic actuating device for controlling stroke-variable valve drive of internal-combustion engine, has locking pins subjected with force by magnetic circuit in electromagnet in extending direction for blocking latch - Google Patents

Electromagnetic actuating device for controlling stroke-variable valve drive of internal-combustion engine, has locking pins subjected with force by magnetic circuit in electromagnet in extending direction for blocking latch Download PDF

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Harald Elendt
Andreas Nendel
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Abstract

The device (1) has actuator pins (8, 9) retracted into a housing (10) in rest position and extended out from the housing in working position. Locking pins (12, 13) act together with the actuator pins by a latch. A magnetic circuit is formed in an electromagnet (21) that stays in current-supplied condition, and moves the locking pins in retracting direction for releasing the latch. The locking pins are subjected with force by another magnetic circuit in the electromagnet in the extending direction for blocking the latch, where the electromagnet stays in current-unsupplied condition.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit einem Gehäuse, einem Elektromagnet, einem Aktuatorstift, der zwischen einer im Gehäuse eingefahrenen Ruheposition und einer aus dem Gehäuse ausgefahrenen Arbeitsposition verfahrbar im Gehäuse gelagert und von einem Federmittel in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt ist, einer Rastierung und einem mit dem Aktuatorstift mittels der Rastierung zusammenwirkenden Sperrstift, der den Aktuatorstift bei gesperrter Rastierung in der Ruheposition hält und in Verfahrrichtung des Aktuatorstifts relativ zu diesem verlagerbar ist. Dabei ist ein dem Aktuatorstift abgewandter Kopfabschnitt des Sperrstifts mit einem in die Verfahrrichtung zweipolig magnetisierten Permanentmagnet versehen, und ein sich bei bestromtem Elektromagnet ausbildender erster Magnetkreis verlagert den Sperrstift in die Einfahrrichtung, um die Rastierung zu lösen The invention relates to an electromagnetic actuator having a housing, an electromagnet, an actuator pin which is movably mounted in the housing between a retracted in the housing rest position and an extended from the housing working position and is subjected to force by a spring means in the extension, a detent and a with the Actuator pin cooperating by means of detent locking pin, which holds the actuator pin with locked detent in the rest position and is displaceable relative to this in the direction of travel of the actuator. In this case, an actuator pin facing away from the head portion of the locking pin is provided with a two-pole magnetized permanent magnet in the direction of travel, and a trained with energized electromagnet first magnetic circuit displaces the locking pin in the retraction direction to release the detent

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine derartige Stellvorrichtung ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2009 010 949 A1 bekannt und eignet sich in besonderem Maße zur Verstellung hubvariabler Ventiltriebe von Brennkraftmaschinen, deren prinzipielle Funktionsweise beispielsweise aus der DE 10 2004 021 376 A1 hervorgeht. Die Hubvariabilität dieses Ventiltriebs basiert auf einem Nockenstück mit zwei darauf unmittelbar 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 lediglich einem Aktuatorstift) wechselweise eingekoppelt werden. Während der axiale Verlauf der sich jeweils 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 an actuator is not previously published DE 10 2009 010 949 A1 known and is particularly suitable for adjusting hubvariabler valve drives of internal combustion engines whose basic operation, for example, from the 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, the different opening characteristics of which are selectively transferred 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 (with only one Aktuatorstift) are alternately coupled. While the axial course of the sliding groove engaged with the associated actuator pin causes the cam piece to move from one cam position to the other camshaft in self-control and camshaft angle, the radial course of each slide groove is designed to increase toward the end of the shifting operation flatten and the currently engaged actuator pin from its working position shifted back to the rest position.

Im Falle eines Ventiltriebs mit drei benachbarten Nocken und – je nach konstruktiver Ausgestaltung der Verschiebenuten – zwei oder drei mit geringem Abstand angeordneten Aktuatorstiften (siehe DE 196 11 641 C1 bzw. DE 10 2007 010 149 A1 ) erscheint eine Stellvorrichtung zweckmäßig, bei der die Aktuatorstifte in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind (Mehrfachstellvorrichtung).In the case of a valve train with three adjacent cams and - depending on the structural design of the sliding grooves - two or three arranged at a small distance actuator pins (see DE 196 11 641 C1 respectively. DE 10 2007 010 149 A1 ) appears an adjusting device expedient in which the actuator pins are integrated in a common housing (multiple actuator).

Elektromagnetische Stellvorrichtungen, bei denen der oder die Aktuatorstifte mittels der eingangs genannten Sperrstift-Rastierung in der eingefahrenen Ruheposition gehalten werden, gehen nicht nur aus der erstzitierten DE 10 2009 010 949 A1 sondern auch aus der DE 10 2008 020 892 A1 und der DE 10 2008 020 893 A1 hervor. In allen Fällen ist eine Feder vorgesehen, die den Sperrstift in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt, um die Rastierung zu sperren.Electromagnetic actuators, in which the actuator pins or are held by means of the aforementioned locking pin detent in the retracted rest position, go not only from the erstzitierten DE 10 2009 010 949 A1 but also from the DE 10 2008 020 892 A1 and the DE 10 2008 020 893 A1 out. In all cases, a spring is provided which forces the locking pin in the extension direction to lock the detent.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stellvorrichtung der eingangs genannten Art fertigungs- und montagetechnisch zu vereinfachen.The present invention has for its object to simplify an adjusting device of the type mentioned manufacturing and assembly technology.

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 ein sich bei unbestromtem Elektromagnet ausbildender zweiter Magnetkreis den Sperrstift in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt, um die Rastierung zu sperren. Mit anderen Worten können die im Stand der Technik bekannte Feder und damit zusammenwirkende Federauflagen an Sperrstift und Gehäuse entfallen und durch Magnetkraft ersetzt werden, die den Sperrstift im unbestromten Zustand des Elektromagnets in die Ausfahrrichtung beaufschlagt.The solution to this problem arises from the features of claim 1, while advantageous developments and refinements the dependent claims are removed. Accordingly, the object is achieved in that a forming in the current-energized electromagnet second magnetic circuit force the locking pin in the extension direction to lock the detent. In other words, the well-known in the art spring and cooperating spring pads on locking pin and housing can be omitted and replaced by magnetic force, which acts on the locking pin in the de-energized state of the solenoid in the extension direction.

In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Kopfabschnitt des Sperrstifts an der dem Elektromagnet abgewandten Seite des Permanentmagnets mit einem Magnetanker versehen ist. Dabei verlaufen in der Ruheposition des Aktuatorstifts jeweils der Magnetanker so zum Gehäuse und der Permanentmagnet so zum Elektromagnet beabstandet, dass bei unbestromtem Elektromagnet die in die Ausfahrrichtung wirkende magnetische Anziehungskraft zwischen Magnetanker und Gehäuse größer als die in die Einfahrrichtung wirkende magnetische Anziehungskraft zwischen Permanentmagnet und Elektromagnet ist. Bei dieser Ausgestaltung kommt es also wesentlich darauf an, welche Abstände, d. h. magnetisch wirksamen Luftspalte, der Permanentmagnet zur Polfläche des Elektromagnets einerseits und der Magnetanker zum Gehäuse andererseits einnehmen, wenn die Rastierung gesperrt ist. Diese Abstände sind so aufeinander abzustimmen, dass der Sperrstift sowohl bei unbestromtem als auch bei bestromtem Elektromagnet mit ausreichend großer Magnetkraft in die Ausfahrrichtung bzw. in die Einfahrrichtung beaufschlagt wird.In a further development of the invention, it is provided that the head portion of the locking pin is provided on the side facing away from the electromagnet of the permanent magnet with a magnet armature. In this case, in the rest position of the actuator each of the armature so to the housing and the permanent magnet so spaced from the electromagnet, that when energized electromagnet acting in the extension magnetic attraction between armature and housing is greater than acting in the retraction magnetic attraction between permanent magnet and electromagnet , In this embodiment, it depends so much on what distances, ie magnetically active air gaps, the permanent magnet to the pole face of the electromagnet on the one hand and the armature to the housing on the other occupy the other when the detent is locked. These distances are to be matched to one another so that the locking pin is sufficient with both energized and energized electromagnet large magnetic force in the extension direction or in the retraction is acted upon.

Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Polung des Permanentmagnets so ausgerichtet ist, dass sich bei bestromtem Elektromagnet der Permanentmagnet und der Elektromagnet mit gleichen Polen gegenüberstehen und die in die Einfahrrichtung wirkende magnetische Abstoßungskraft zwischen Magnetanker und Gehäuse größer als die in die Ausfahrrichtung wirkende magnetische Abstoßungskraft zwischen Permanentmagnet und Elektromagnet ist.It has been found to be advantageous if the polarity of the permanent magnet is aligned so that face with energized electromagnet, the permanent magnet and the electromagnet with the same poles and acting in the retraction magnetic repulsion force between armature and housing greater than acting in the extension direction magnetic repulsion force between permanent magnet and electromagnet is.

Vorzugsweise soll der Magnetanker die Form eines sich in die Ausfahrrichtung verjüngenden Kegelstumpfs aufweisen, dessen Außenmantel in der Ruheposition des Aktuatorstifts um einen Luftspalt beabstandet zu einem kegelstumpfförmigen Innenmantelabschnitt des Gehäuses verläuft. In diesem Fall kann die in die Verfahrrichtung wirkende Magnetkraftkomponente sowohl über den radialen Abstand zwischen Magnetanker und Gehäuse als auch über den Kegelwinkel des Magnetankers eingestellt werden. In hierzu alternativen Ausführungen können aber auch andersförmige Geometrien von Magnetanker und dem magnetisch damit zusammenwirkenden Gehäuseabschnitt vorgesehen sein, um eine gewünschte Magnetkraftkennlinie zu erzeugen. Beispielsweise kann der Magnetanker zylindrisch sein und mit einer axialen Stirnfläche im Gehäuse zusammenwirken.The magnet armature should preferably have the shape of a truncated cone tapering in the extension direction, the outer shell of which, in the rest position of the actuator pin, extends around an air gap at a distance from a frustoconical inner shell section of the housing. In this case, the magnetic force component acting in the direction of travel can be adjusted both via the radial distance between magnet armature and housing and via the cone angle of the magnet armature. In this alternative embodiments, but also different shapes of magnet armature and the magnetically cooperating housing portion may be provided to produce a desired magnetic force characteristic. For example, the armature can be cylindrical and cooperate with an axial end face in the housing.

Im Falle der eingangs erwähnten Mehrfachstellvorrichtung sind zwei Aktuatorstifte und zwei Sperrstifte mit in die Verfahrrichtung entgegengesetzt gepolt zueinander ausgerichteten Permanentmagneten vorgesehen. Der Elektromagnet ist den Permanentmagneten gemeinsam zugeordnet und zur Ausbildung des ersten Magnetkreises mit umkehrbarer Wirkrichtung ausgebildet derart, dass der erste Magnetkreis in dessen einer Wirkrichtung den Sperrstift in die Einfahrrichtung verlagert und den weiteren Sperrstift in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt und dass der erste Magnetkreis in dessen anderer Wirkrichtung den Sperrstift in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt und den weiteren Sperrstift in die Einfahrrichtung verlagert.In the case of the multi-actuator mentioned above, two actuator pins and two locking pins are provided with polarized opposite to each other in the direction of travel permanent magnets. The electromagnet is assigned to the permanent magnet together and formed to form the first magnetic circuit with reversible effective direction such that the first magnetic circuit displaces the locking pin in the direction of insertion in one direction of action and the further locking pin in the extension direction kraftbeaufschlagt and that the first magnetic circuit in the other effective direction the force of the locking pin in the extension direction and displaced the further locking pin in the retraction direction.

Die entgegengesetzte Polausrichtung der Permanentmagnete führt dazu, dass bei Bestromung des Elektromagnets derselbe Magnetkreis die Permanentmagneten anzieht bzw. abstößt. Dabei wird der mit dem angezogenen Permanentmagnet versehene Sperrstift in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt, da die Anziehungskraft zwischen Magnetanker und Gehäuse noch größer als die Anziehungskraft zwischen Permanentmagnet und Elektromagnet ist. Hingegen wird der mit dem abgestoßenen Permanentmagnet versehene Sperrstift in die Einfahrrichtung verlagert, da die Abstoßungskraft zwischen Magnetanker und Gehäuse noch größer als die Abstoßungskraft zwischen Permanentmagnet und Elektromagnet ist. Folglich kann nur derjenige Aktuatorstift, der mit dem einfahrenden Sperrstift zusammenwirkt, bei dann gelöster Rastierung in dessen Arbeitsposition ausfahren. Die sich umkehrende Wirkrichtung des Magnetkreises kann dadurch erzeugt werden, dass der Elektromagnet mit entsprechend umgekehrter Polung bestromt wird.The opposite polar alignment of the permanent magnets causes the same magnetic circuit to attract or repel the permanent magnets when the electromagnet is energized. In this case, the locking pin provided with the attracted permanent magnet is subjected to a force in the extension direction, since the attraction force between the armature and the housing is even greater than the force of attraction between the permanent magnet and the electromagnet. On the other hand, the locking pin provided with the repelled permanent magnet is displaced in the retraction direction, since the repulsive force between the armature and the housing is even greater than the repulsive force between the permanent magnet and the electromagnet. Consequently, only one actuator pin, which cooperates with the retracting locking pin, then extend in detent release in its working position. The reversing effective direction of the magnetic circuit can be generated by the fact that the electromagnet is energized with a correspondingly reversed polarity.

Alternativ kann jedoch auch eine Stellvorrichtung mit gleichgerichtet gepolten Permanentmagneten und nur einer Wirkrichtung des ersten Magnetkreises (bei bestromtem Elektromagnet) vorgesehen sein. In diesem Fall würden beide Aktuatorstifte gleichzeitig betätigt werden, wobei jedoch nur einem Aktuatorstift eine Verschiebenut gegenüberstehen würde, während der weitere Aktuatorstift durch das Nockenstück am Ausfahren behindert wäre. Eine derartige Betriebsweise der Stellvorrichtung ist grundsätzlich aus der DE 10 2007 010 156 A1 bekannt. Die in der eingangs zitierten DE 10 2009 010 949 A1 offenbarte Stellvorrichtung könnte im Hinblick auf diese Betriebsweise konstruktiv dadurch vereinfacht werden, dass die dort vorgeschlagenen Druckfedern zur Kraftbeaufschlagung der Sperrstifte in die Ausfahrrichtung entfallen und gemäß der vorliegenden Erfindung durch Magnetkräfte ersetzt werden.Alternatively, however, an adjusting device with rectified poled permanent magnets and only one direction of action of the first magnetic circuit (with energized electromagnet) may be provided. In this case, both actuator pins would be operated simultaneously, but only one actuator pin would face a sliding groove, while the other actuator pin would be obstructed by the cam piece being extended. Such operation of the actuator is basically from DE 10 2007 010 156 A1 known. The quoted in the above DE 10 2009 010 949 A1 disclosed adjusting device could be structurally simplified in terms of this operation, that the pressure springs proposed there for eliminating the force of the locking pins in the extension and omitted according to the present invention are replaced by magnetic forces.

In konstruktiv zweckmäßiger Ausgestaltung soll die Rastierung folgende Merkmale aufweisen:

  • • 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 Rastkörper, die in den Querbohrungen beweglich angeordnet und in der Ruheposition zwischen den Stützflächen eingespannt sind.
In structurally expedient embodiment, the detent should have 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 first support surface formed on the locking pin and a second support surface formed in the housing, wherein at least one of the support surfaces is inclined with respect to the direction of travel,
  • • and 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. Aktuatorstift entgegen der Kraft des Federmittels 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 lediglich die zwischen den Rastkörpern und den Stützflächen wirkenden Reibkräfte zu überwinden sind.In such, based on form or frictional engagement detent only small effective areas are required to the. Actuator pin against the force of the spring means to keep safe in its rest position. In contrast to the holding forces which can be generated in this way, the forces required to release the detent are many times lower, since only the frictional forces acting between the detent bodies and the supporting surfaces have 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.The one or more locking bodies are preferably formed as balls, as they are removable as an extremely cost-effective mass product of a rolling element. In this case, three balls and three evenly distributed over the circumference of the actuator pin transverse bores may be provided. These Arrangement is compared to only one catch body insofar advantageous as either greater holding forces can be generated with identical dimensioning of the locking body or smaller dimensioning of the locking body - according to a further reduced space requirements of the detent - which may already sufficient holding force only a detent body can be generated. On the other hand, the arrangement of circumferentially distributed by 120 ° balls leads to a mechanically favorable, centered support of the locking pin in the longitudinal bore of the actuator pin. Nevertheless, of course, arrangements with only one, two, four or more balls are possible.

Außerdem können die Kugeln selbsthemmend zwischen den Stützflächen eingespannt sein, wobei die Stützflächen einen konstanten oder einen sich in die 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. Es kann ebenfalls zweckmäßig sein, dass sich die erste Stützfläche am Sperrstift in die 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.In addition, the balls may be self-locking clamped between the support surfaces, wherein the support surfaces have a constant or a decreasing in the retraction distance from each other. For example, the second support surface may be parallel to the direction of travel of the actuator pin and be part of a production-wise continuous cylindrical guide for the Aktuatorstift. It may also be expedient that the first support surface on the locking pin tapers radially in the extension direction and that the support surfaces extend parallel to one another. In the case of rotationally symmetrical support surfaces then the support surfaces are formed kreisflgelstumpfförmig. This embodiment allows a particularly low-wear sliding or rolling contact between the balls and the support surfaces when the actuator pin leaves the rest position and reached again.

Bei der konstruktiven Auslegung der Stützflächen sind selbstverständlich sowohl die Kräfte des Federmittels als auch die Reibungsverhältnisse an den Kugel-Stützflächen-Kontakten zu berücksichtigen, um den für eine einwandfreie Funktion der Rastierung erforderlichen Bereich der Selbsthemmung an diesen Kontakten nicht zu verlassen.In the structural design of the support surfaces, of course, both the forces of the spring means and the friction conditions on the ball support surface contacts must be considered in order not to leave the necessary for proper function of the detent region of self-locking at these contacts.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Figuren, in denen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung dargestellt ist. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:Further features of the invention will become apparent from the following description and from the figures, in which an embodiment of an adjusting device according to the invention is shown. Unless otherwise stated, the same or functionally identical features or components are provided with the same reference numbers. Show it:

1 eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit zwei Aktuatorstiften im Längsschnitt, 1 an electromagnetic actuator with two actuator pins in longitudinal section,

2 die Einzelheit X aus 1, 2 the detail X out 1 .

3 die Einzelheit Y aus 1, 3 the detail Y out 1 .

4 eine bekannte Ausführung eines mit einer Stellvorrichtung zusammenwirkenden hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, 4 a known embodiment of a cooperating with an actuator stroke variable valve train of an internal combustion engine,

5 die Einzelheit Z aus 2 bei unbestromtem Elektromagnet, 5 the detail Z out 2 with no-current electromagnet,

6 ein 5 entsprechendes Kraft-Weg-Diagramm, 6 one 5 corresponding force-displacement diagram,

7 die Einzelheit Z aus 2 bei bestromtem Elektromagnet und 7 the detail Z out 2 with energized electromagnet and

8 ein 7 entsprechendes Kraft-Weg-Diagramm. 8th one 7 corresponding force-displacement diagram.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

1 offenbart ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung 1, die zur Ansteuerung eines grundsätzlich bekannten hubvariablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine dient. Das grundlegende Funktionsprinzip eines solchen Ventiltriebs ist in 4 dargestellt und lässt sich dahingehend zusammenfassen, dass anstelle einer konventionell starr ausgebildeten Nockenwelle eine Trägerwelle 2 mit einem darauf drehfest und längsverschiebbar angeordneten Nockenstück 3 vorgesehen ist. Das Nockenstück 3 weist zwei Gruppen axial benachbarter Nocken 4 und 5 mit unterschiedlichen Öffnungsverläufen auf, die zur betriebspunktabhängigen Betätigung von Gaswechselventilen 6 dienen. Die zur selektiven Aktivierung des jeweiligen Nockens 4 oder 5 erforderliche Verschiebung des Nockenstücks 3 auf der Trägerwelle 2 erfolgt über spiralförmige Verschiebenuten 7 am Nockenstück 3, die sich entsprechend der Verschieberichtung in ihrer Orientierung unterscheiden und in die, je nach momentaner Stellung des Nockenstücks 3, jeweils ein Aktuatorstift 8 oder 9 einkoppelbar ist. 1 discloses an embodiment of an adjusting device according to the invention 1 , which is used to control a basically known variable-stroke valve drive of an internal combustion engine. The basic operating principle of such a valve train is in 4 represented and summarized to the effect that instead of a conventionally rigid camshaft, a carrier shaft 2 with a non-rotatably and longitudinally displaceable cam piece 3 is provided. The cam piece 3 has two groups of axially adjacent cams 4 and 5 with different opening gradients, the operating point-dependent actuation of gas exchange valves 6 serve. The for selective activation of the respective cam 4 or 5 required displacement of the cam piece 3 on the carrier shaft 2 via helical sliding grooves 7 on the cam piece 3 , Which differ according to the direction of displacement in their orientation and in, depending on the instantaneous position of the cam piece 3 , one actuator pin each 8th or 9 can be coupled.

Eine der vorliegenden Erfindung entsprechende Stellvorrichtung 1 kann, wie in 4 dargestellt, als Einzelstellvorrichtung mit nur einem Aktuatorstift oder als Mehrfachstellvorrichtung ausgebildet sein, die im Ausführungsbeispiel gemäß 1 zwei Aktuatorstifte 8 und 9 aufweist. Die um eine Nockenbreite beabstandeten Aktuatorstifte 8, 9 eignen sich beispielsweise zur Ansteuerung eines dreistufig hubvariablen Ventiltriebs gemäß der eingangs zitierten DE 196 11 641 C1 . Bei der Stellvorrichtung 1 handelt es sich um eine in den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine montierbare Baueinheit mit einem Gehäuse 10 und den beiden darin angeordneten, hohlzylindrisch ausgebildeten Aktuatorstiften 8, 9. Die als Gleichteile ausgebildeten Aktuatorstifte 8, 9 sind in Längsführungen des Gehäuses 10 gelagert und können unabhängig voneinander zwischen einer im Gehäuse 10 eingefahrenen Ruheposition (wie dargestellt) und einer aus dem Gehäuse 10 ausgefahrenen Arbeitsposition hin und her verfahren. Wie vorstehend erläutert, sind die Aktuatorstifte 8, 9 in der (nicht dargestellten) Arbeitsposition mit einer zugehörigen Verschiebenut eines Nockenstücks in Eingriff, um das Nockenstück axial auf einer Trägerwelle zu verschieben.An adjusting device according to the present invention 1 can, as in 4 illustrated, as a single actuator with only one actuator pin or as a multiple actuator, which in the embodiment according to 1 two actuator pins 8th and 9 having. The actuator pins spaced apart by a cam width 8th . 9 are suitable, for example, for controlling a three-stage variable stroke valve train according to the cited above DE 196 11 641 C1 , At the actuator 1 it is a unit which can be mounted in the cylinder head of the internal combustion engine and has a housing 10 and the two arranged therein, hollow cylindrical actuator pins 8th . 9 , The trained as equal parts actuator pins 8th . 9 are in longitudinal guides of the housing 10 stored and can independently between one in the housing 10 retracted rest position (as shown) and one out of the housing 10 extended working position back and forth. As explained above, the actuator pins are 8th . 9 in the working position (not shown) with a corresponding sliding groove of a cam piece to move the cam piece axially on a support shaft.

Die von Federmitteln – hier Schraubendruckfedern 11 – in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagten Aktuatorstifte 8, 9 werden von Rastierungen in der eingefahrenen Ruheposition gehalten. Ein Lösen der Rastierungen erfolgt durch ansteuerbare Sperrstifte 12 und 13, die ebenfalls als Gleichteile ausgebildet und relativ zu den Aktuatorstiften 8, 9 in deren Verfahrrichtung verlagerbar sind.The spring means - here helical compression springs 11 - In the extension direction kraftbeaufschlagten actuator pins 8th . 9 be held by detents in the retracted rest position. A release of the detents is done by controllable locking pins 12 and 13 , which are also designed as identical parts and relative to the Aktuatorstiften 8th . 9 are displaced in the direction of travel.

Wie in 3 verdeutlicht, sind die miteinander identischen Rastierungen jeweils durch eine im Aktuatorstift 8, 9 verlaufende Längsbohrung 14 und diese schneidende Querbohrungen 15, eine am Sperrstift 12, 13 ausgebildete erste Stützfläche 16 und eine im Gehäuse 10 ausgebildete zweite Stützfläche 17 sowie drei Rastkörpern in Form von Kugeln 18 gebildet. Die in den gleichmäßig am Umfang des Aktuatorstifts 8, 9 verteilten Querbohrungen 15 beweglich angeordneten Kugeln 18 sind in der Ruheposition des Aktuatorstifts 8, 9 zwischen den Stützflächen 16, 17 eingespannt. Hierzu verjüngt sich der in der Längsbohrung 14 verlaufende Endabschnitt des Sperrstifts 12, 13 konisch in die Ausfahrrichtung, so dass die erste Stützfläche 16 die Außenmantelfläche eines Kreiskegelstumpfs bildet. Die zweite Stützfläche 17 im Gehäuse 10 verläuft mit konstantem Abstand dazu und bildet folglich die Innenmantelfläche eines Kreiskegelstumpfs. Der Neigungswinkel der Stützflächen 16, 17 gegenüber der Verfahrrichtung ist unter Berücksichtigung der auf den Sperrstift 12, 13 und den Aktuatorstift 8, 9 wirkenden Kräfte sowie der Reibungsverhältnisse an den Kugel-Stützflächen-Kontakten so gewählt, dass die Kugeln 18 selbsthemmend zwischen den Stützflächen 16, 17 eingespannt sind und so den Aktuatorstift 8, 9 sicher in der Ruheposition fixieren. Der Neigungswinkel beträgt vorliegend etwa 5°.As in 3 clarified, the mutually identical detents are each by a in Aktuatorstift 8th . 9 extending longitudinal bore 14 and these cutting cross holes 15 , one at the locking pin 12 . 13 trained first support surface 16 and one in the housing 10 trained second support surface 17 and three locking bodies in the form of balls 18 educated. The in the evenly on the circumference of the Aktuatorstifts 8th . 9 distributed transverse bores 15 movably arranged balls 18 are in the rest position of the actuator pin 8th . 9 between the support surfaces 16 . 17 clamped. For this purpose, the tapered in the longitudinal bore 14 extending end portion of the locking pin 12 . 13 tapered in the extension direction, leaving the first support surface 16 forms the outer circumferential surface of a circular truncated cone. The second support surface 17 in the case 10 runs at a constant distance to and thus forms the inner circumferential surface of a circular truncated cone. The angle of inclination of the supporting surfaces 16 . 17 opposite to the direction of travel, taking into account the on the locking pin 12 . 13 and the actuator pin 8th . 9 acting forces and the friction conditions on the ball-support surface contacts chosen so that the balls 18 self-locking between the support surfaces 16 . 17 are clamped and so the actuator pin 8th . 9 secure in the rest position. The inclination angle is presently about 5 °.

Die Sperrstifte 12, 13 sind an ihren den Aktuatorstiften 8, 9 abgewandten Kopfabschnitten mit daran befestigten Permanentmagneten 19 bzw. 20 versehen (siehe 2). Diese sind zweipolig axial magnetisiert, in die Verfahrrichtung bezüglich ihrer mit N und S bezeichneten Nord- und Südpole entgegengesetzt zueinander ausgerichtet und gemeinsam einem einzigen Elektromagneten 21 zugeordnet. Weiterhin sind die Kopfabschnitte an deren dem Elektromagneten 21 abgewandten Seiten jeweils mit einem Magnetanker 22 in Form eines sich in die Ausfahrrichtung verjüngenden Kegelstumpfes versehen, dessen Außenmantel in der Ruheposition des Aktuatorstifts 8, 9 um einen Luftspalt r (siehe 5) beabstandet zu einem kegelstumpfförmigen Innenmantelabschnitt des Gehäuses 10 verläuft.The locking pins 12 . 13 are at theirs the actuator pins 8th . 9 remote head portions with permanent magnets attached thereto 19 respectively. 20 provided (see 2 ). These are magnetized bipolar axially, in the direction of travel with respect to their designated N and S north and south poles aligned opposite to each other and together a single electromagnet 21 assigned. Furthermore, the head portions are at the electromagnet 21 opposite sides each with a magnet armature 22 provided in the form of a tapered in the extension direction truncated cone, the outer shell in the rest position of the Aktuatorstifts 8th . 9 around an air gap r (see 5 ) spaced apart to a frusto-conical inner shell portion of the housing 10 runs.

Der Elektromagnet 21 umfasst als wesentliche Bauteile eine Magnetspule 23, einen stationären Kernbereich 24 und einen Steckverbinder 25 als Gleichstromanschluss für die Magnetspule 23. Der koaxial in der Magnetspule 23 verlaufende Kernbereich 24 weist seitens der Permanentmagnete 19, 20 eine Schulter auf, die eine ebene Anlagefläche 26 für die Sperrstifte 12, 13 bildet. Eine haftende Anlage der Permanentmagnete 19, 20 an der Anlagefläche 26 wird dadurch vermieden, dass die Sperrstifte 12, 13 gegenüber den Permanentmagneten 19, 20 um das Maß s1 überstehen.The electromagnet 21 comprises as essential components a magnetic coil 23 , a stationary core area 24 and a connector 25 as DC connection for the solenoid coil 23 , The coaxial in the solenoid 23 extending core area 24 points on the part of the permanent magnets 19 . 20 a shoulder on which has a flat contact surface 26 for the locking pins 12 . 13 forms. An adhesive system of the permanent magnets 19 . 20 at the contact surface 26 This avoids the locking pins 12 . 13 opposite the permanent magnets 19 . 20 to survive the measure s1.

Die 5 und 6 illustrieren die Magnetkraftverhältnisse an den Sperrstiften 12, 13 bei unbestromter Magnetspule 23 und hier exemplarisch für den Sperrstift 13. In der Ruheposition des Aktuatorstifts 9 sind der Permanentmagnet 20 und der Kernbereich 24 um das Maß s2 voneinander beabstandet, während der Magnetanker 22 und das Gehäuse 10 radial um den Luftspalt r und axial um das Maß s3 voneinander beabstandet sind. Ein sich bei unbestromtem Elektromagnet 21 ausbildender zweiter Magnetkreis – bei bestromtem Elektromagnet 21 bildet sich ein später erläuterter erster Magnetkreis aus – durchflutet den Luftspalt r, wobei der Kegelwinkel α des Magnetankers 22 eine in die Ausfahrrichtung wirkende Magnetkraftkomponente Fa2 der Magnetnormalkraft Fmag erzeugt. Seitens des Kernbereichs 24 erzeugt der Permanentmagnet 20 eine in die Einfahrrichtung wirkende Magnetkraft Fa1.The 5 and 6 illustrate the magnetic force relationships on the locking pins 12 . 13 with de-energized magnetic coil 23 and here as an example for the locking pin 13 , In the rest position of the actuator pin 9 are the permanent magnet 20 and the core area 24 spaced apart by the dimension s2, while the armature 22 and the case 10 Radially around the air gap r and axially spaced by the dimension s3 from each other. A self-energized electromagnet 21 forming second magnetic circuit - with energized electromagnet 21 A first magnetic circuit, which will be explained later, forms - flows through the air gap r, wherein the cone angle α of the magnet armature 22 generates a force acting in the extension direction magnetic force component Fa2 of the normal magnetic force Fmag. From the core area 24 generates the permanent magnet 20 a magnetic force Fa1 acting in the retraction direction.

6 zeigt den Verlauf der Magnetkräfte Fa1 und Fa2 als Funktion des Sperrstiftweges, d. h. des Abstands s zwischen Permanentmagnet 20 und Kernbereich 24. Aufgrund des Überstands 51 ist die in die Ausfahrrichtung wirkende Magnetkraft Fa2 stets größer als die in die Einfahrrichtung wirkende Magnetkraft Fa1, so dass der Sperrstift 13 stets mit einer in die Ausfahrrichtung wirkenden Magnetgesamtkraft Fres beaufschlagt wird, welche die Rastierung gesperrt hält. 6 shows the course of the magnetic forces Fa1 and Fa2 as a function of the Sperrstiftweges, ie the distance s between the permanent magnet 20 and core area 24 , Due to the supernatant 51 is the force acting in the extension direction of the magnetic force Fa2 always greater than the force acting in the retraction magnetic force Fa1, so that the locking pin 13 It is always acted upon by a total force Fr acting in the extension direction, which holds the detent locked.

Die 7 und 8 illustrieren bei bestromter Magnetspule 23 die Magnetkraftverhältnisse am Sperrstift 13, beginnend mit dessen Verlagerung in die Einfahrrichtung zum Zeitpunkt der Wegkoordinate s = s2. Die an der Magnetspule 23 anliegende Spannung ist so gepolt (+/–), dass der erste Magnetkreis am Kernbereich 24 einen Nordpol N und am Innenmantelabschnitt des Gehäuses 10 einen Südpol S ausbildet. Die Polung des Permanentmagnets 20 ist so ausgerichtet, dass sich die Nordpole N und die Südpole S jeweils magnetisch abstoßend gegenüberstehen. Wie in 8 dargestellt, sind aufgrund dieses Abstoßeffekts die beiden Magnetkräfte Fa1 und Fa2 negativ, d. h. sie wirken entgegen der in 7 eingezeichneten Pfeilrichtung. Und da die Magnetkraft Fa2 betragsmäßig stets größer als die Magnetkraft Fa1 ist, wird der Sperrstift 13 mit einer in die Einfahrrichtung wirkenden Magnetgesamtkraft Fres beaufschlagt, die den Sperrstift 13 bis zur Anlage am Kernbereich 24, d. h. bis zur Wegkoordinate s = s1 verlagert, während die Rastierung gelöst wird und der Aktuatorstift 9 ausfährt. Die Bestromung der Magnetspule 23 kann etwa zu diesem Zeitpunkt abgeschaltet werden, damit der Sperrstift 13 in die dargestellte Ausgangsposition (s = s2) zurückkehren und der von der auslaufenden Verschiebenut des Nockenstücks in dessen Ruheposition zurückverlagerte Aktuatorstift 9 einrasten kann.The 7 and 8th illustrate with energized magnetic coil 23 the magnetic force conditions on the locking pin 13 , starting with its displacement in the retraction direction at the time of the path coordinate s = s2. The at the magnetic coil 23 applied voltage is polarized (+/-), that the first magnetic circuit at the core area 24 a north pole N and the inner shell portion of the housing 10 a south pole S is formed. The polarity of the permanent magnet 20 is oriented so that the north pole N and the south pole S face each magnetically repulsive. As in 8th shown, are due to this repelling effect, the two magnetic forces Fa1 and Fa2 negative, ie they act against the in 7 Plotted arrow direction. And since the magnetic force Fa2 is always larger in magnitude than the magnetic force Fa1, the lock pin becomes 13 with a force acting in the retraction total magnet force Fres applied to the locking pin 13 to the plant at the core area 24 , ie displaced to the path coordinate s = s1, while the detent is released and the actuator pin 9 extending. The energization of the magnetic coil 23 can be turned off about this time, so the locking pin 13 to return to the illustrated starting position (s = s2) and the actuator pin shifted back from the outgoing sliding groove of the cam piece to its rest position 9 can engage.

Die sich bei der so gepolten Bestromung der Magnetspule 23 ausbildende Wirkrichtung des ersten Magnetkreises erzeugt am weiteren Sperrstift 12 eine Magnetgesamtkraft Fres, die den weiteren Sperrstift 12 in die Ausfahrrichtung beaufschlagt und die Rastierung gesperrt hält. Grund ist die entgegengesetzt ausgerichtete Polung der Permanentmagnete 19, 20, die zu den folgenden (nicht dargestellten) Magnetkraftverhältnissen am weiteren Sperrstift 12 führt. Die Magnetkräfte Fa1 und Fa2 weisen einen zu 8 identischen Verlauf auf, wobei lediglich deren Vorzeichen positiv entsprechend der in 7 eingezeichneten Pfeilrichtung ist. Folglich würde bei einem zugehörigen Kraft-Weg-Diagramm nur die Ordinate F in die entgegengesetzte Richtung, d. h. in 8 nach unten weisen, so dass die in die Ausfahrrichtung wirkende Magnetkraft Fa2 größer als die in die Einfahrrichtung wirkende Magnetkraft Fa1 ist.The at the polarized energization of the solenoid 23 forming effective direction of the first magnetic circuit generated at the further locking pin 12 a total magnetic force Fres, which is the further locking pin 12 acted upon in the extension direction and keeps the detent locked. Reason is the opposite polarity of the permanent magnets 19 . 20 leading to the following (not shown) magnetic force conditions at the further locking pin 12 leads. The magnetic forces Fa1 and Fa2 are one 8th identical course, with only their sign positive according to the in 7 is indicated arrow direction. Consequently, in an associated force-displacement diagram, only the ordinate F would be in the opposite direction, ie in 8th have downward, so that the force acting in the extension direction of the magnetic force Fa2 is greater than the force acting in the retraction magnetic force Fa1.

Ein Ausfahren des weiteren Aktuatorstifts 8 aus dessen Ruheposition wird auf analoge Weise durch umgekehrte Polung (–/+) der an der Magnetspule 23 anliegenden Spannung mit entsprechend umgekehrter Wirkrichtung des ersten Magnetkreises bewirkt.An extension of the other actuator pin 8th from its rest position is in an analogous manner by reverse polarity (- / +) of the magnetic coil 23 applied voltage corresponding to the reverse direction of action of the first magnetic circuit causes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Stellvorrichtunglocking device
22
Trägerwellecarrier wave
33
Nockenstückcam piece
44
Nockencam
55
Nockencam
66
GaswechselventilGas exchange valve
77
Verschiebenutshift groove
88th
Aktuatorstiftactuator pin
99
Aktuatorstiftactuator pin
1010
Gehäusecasing
1111
Federmittel/SchraubendruckfederSpring means / helical compression spring
1212
Sperrstiftlocking pin
1313
Sperrstiftlocking pin
1414
Längsbohrunglongitudinal bore
1515
Querbohrungcross hole
1616
erste Stützflächefirst support surface
1717
zweite Stützflächesecond support surface
1818
Rastkörper/KugelCatch body / ball
1919
Permanentmagnetpermanent magnet
2020
Permanentmagnetpermanent magnet
2121
Elektromagnetelectromagnet
2222
Magnetankerarmature
2323
Magnetspulesolenoid
2424
Kernbereichcore area
2525
SteckverbinderConnectors
2626
Anlagefläche am KernbereichContact surface at the core area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009010949 A1 [0002, 0004, 0012] DE 102009010949 A1 [0002, 0004, 0012]
  • DE 102004021376 A1 [0002] DE 102004021376 A1 [0002]
  • DE 19611641 C1 [0003, 0028] DE 19611641 C1 [0003, 0028]
  • DE 102007010149 A1 [0003] DE 102007010149 A1 [0003]
  • DE 102008020892 A1 [0004] DE 102008020892 A1 [0004]
  • DE 102008020893 A1 [0004] DE 102008020893 A1 [0004]
  • DE 102007010156 A1 [0012] DE 102007010156 A1 [0012]

Claims (10)

Elektromagnetische Stellvorrichtung (1) mit einem Gehäuse (10), einem Elektromagnet (21), einem Aktuatorstift (8, 9), der zwischen einer im Gehäuse (10) eingefahrenen Ruheposition und einer aus dem Gehäuse (10) ausgefahrenen Arbeitsposition verfahrbar im Gehäuse (10) gelagert und von einem Federmittel (11) in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt ist, einer Rastierung und einem mit dem Aktuatorstift (8, 9) mittels der Rastierung zusammenwirkenden Sperrstift (12, 13), der den Aktuatorstift (8, 9) bei gesperrter Rastierung in der Ruheposition hält und in Verfahrrichtung des Aktuatorstifts (8, 9) relativ zu diesem verlagerbar ist, wobei ein dem Aktuatorstift (8, 9) abgewandter Kopfabschnitt des Sperrstifts (12, 13) mit einem in die Verfahrrichtung zweipolig magnetisierten Permanentmagnet (19, 20) versehen ist und ein sich bei bestromtem Elektromagnet (21) ausbildender erster Magnetkreis den Sperrstift (12, 13) in die Einfahrrichtung verlagert, um die Rastierung zu lösen, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich bei unbestromtem Elektromagnet (21) ausbildender zweiter Magnetkreis den Sperrstift (12, 13) in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt, um die Rastierung zu sperren.Electromagnetic actuator ( 1 ) with a housing ( 10 ), an electromagnet ( 21 ), an actuator pin ( 8th . 9 ) between one in the housing ( 10 ) retracted rest position and one from the housing ( 10 ) extended working position movable in the housing ( 10 ) and a spring means ( 11 ) is subjected to force in the extension direction, a detent and with the Aktuatorstift ( 8th . 9 ) cooperating by means of detent locking pin ( 12 . 13 ), the actuator pin ( 8th . 9 ) holds in the rest position with locked detent and in the direction of movement of the actuator pin ( 8th . 9 ) is displaceable relative to this, wherein a the Aktuatorstift ( 8th . 9 ) facing away from the head portion of the locking pin ( 12 . 13 ) with a two-pole magnetized in the direction of travel permanent magnet ( 19 . 20 ) is provided and when energized electromagnet ( 21 ) forming the first magnetic circuit the locking pin ( 12 . 13 ) is displaced in the retraction direction in order to release the detent, characterized in that, when the electromagnet is de-energized ( 21 ) forming the second magnetic circuit the locking pin ( 12 . 13 ) is subjected to force in the extension direction to lock the detent. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfabschnitt des Sperrstifts (12, 13) an der dem Elektromagnet (21) abgewandten Seite des Permanentmagnets (19, 20) mit einem Magnetanker (22) versehen ist, wobei in der Ruheposition des Aktuatorstifts (8, 9) der Magnetanker (22) so zum Gehäuse (10) und der Permanentmagnet (19, 20) so zum Elektromagnet (21) beabstandet verlaufen, dass bei unbestromtem Elektromagnet (21) die in die Ausfahrrichtung wirkende magnetische Anziehungskraft zwischen Magnetanker (22) und Gehäuse (10) größer als die in die Einfahrrichtung wirkende magnetische Anziehungskraft zwischen Permanentmagnet (19, 20) und Elektromagnet (21) ist.Adjusting device according to claim 1, characterized in that the head portion of the locking pin ( 12 . 13 ) at the electromagnet ( 21 ) facing away from the permanent magnet ( 19 . 20 ) with a magnet armature ( 22 ), wherein in the rest position of the Aktuatorstifts ( 8th . 9 ) the magnet armature ( 22 ) so to the housing ( 10 ) and the permanent magnet ( 19 . 20 ) so to the electromagnet ( 21 ) spaced apart that when energized electromagnet ( 21 ) acting in the extension direction magnetic attraction between armature ( 22 ) and housing ( 10 ) greater than the force acting in the retraction magnetic attraction between the permanent magnet ( 19 . 20 ) and electromagnet ( 21 ). Stellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (22) die Form eines sich in die Ausfahrrichtung verjüngenden Kegelstumpfs aufweist, dessen Außenmantel in der Ruheposition des Aktuatorstifts (8, 9) um einen Luftspalt beabstandet zu einem kegelstumpfförmigen Innenmantelabschnitt des Gehäuses (10) verläuft.Adjusting device according to claim 2, characterized in that the magnet armature ( 22 ) has the shape of a truncated cone tapering in the extension direction, the outer jacket of which in the rest position of the actuator pin ( 8th . 9 ) spaced by an air gap to a frusto-conical inner shell portion of the housing ( 10 ) runs. Stellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Polung des Permanentmagnets (19, 20) so ausgerichtet ist, dass sich bei bestromtem Elektromagnet (21) der Permanentmagnet (19, 20) und der Elektromagnet (21) mit gleichen Polen gegenüberstehen, wobei die in die Einfahrrichtung wirkende magnetische Abstoßungskraft zwischen Magnetanker (22) und Gehäuse (10) größer als die in die Ausfahrrichtung wirkende magnetische Abstoßungskraft zwischen Permanentmagnet (19, 20) und Elektromagnet (21) ist.Adjusting device according to claim 2, characterized in that the polarity of the permanent magnet ( 19 . 20 ) is aligned so that when energized electromagnet ( 21 ) the permanent magnet ( 19 . 20 ) and the electromagnet ( 21 ) with the same poles, wherein the force acting in the retraction magnetic repulsive force between armature ( 22 ) and housing ( 10 ) greater than the force acting in the extension direction magnetic repulsive force between the permanent magnet ( 19 . 20 ) and electromagnet ( 21 ). Stellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Aktuatorstifte (8, 9) und zwei Sperrstifte (12, 13) mit in die Verfahrrichtung entgegengesetzt gepolt zueinander ausgerichteten Permanentmagneten (19, 20) vorgesehen sind und der Elektromagnet (21) den Permanentmagneten (19, 20) gemeinsam zugeordnet und zur Ausbildung des ersten Magnetkreises mit umkehrbarer Wirkrichtung ausgebildet ist derart, dass der erste Magnetkreis in dessen einer Wirkrichtung den Sperrstift (13) in die Einfahrrichtung verlagert und den weiteren Sperrstift (12) in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt und dass der erste Magnetkreis in dessen anderer Wirkrichtung den Sperrstift (13) in die Ausfahrrichtung kraftbeaufschlagt und den weiteren Sperrstift (12) in die Einfahrrichtung verlagert.Adjusting device according to claim 4, characterized in that two actuator pins ( 8th . 9 ) and two locking pins ( 12 . 13 ) with opposite polarity in the direction opposite polarity aligned permanent magnets ( 19 . 20 ) are provided and the electromagnet ( 21 ) the permanent magnet ( 19 . 20 Assigned together and formed to form the first magnetic circuit with reversible direction of action is such that the first magnetic circuit in one direction of action the locking pin ( 13 ) in the retraction direction and the further locking pin ( 12 ) in the extension direction and that the first magnetic circuit in the other effective direction of the locking pin ( 13 ) in the extension direction and the further locking pin ( 12 ) moved in the retraction direction. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastierung folgende Merkmale aufweist: • eine im Aktuatorstift (8, 9) verlaufende Längsbohrung (14) zur Aufnahme des Sperrstifts (12, 13) und eine oder mehrere die Längsbohrung (14) schneidende Querbohrungen (15), • eine am Sperrstift (12, 13) ausgebildete erste Stützfläche (16) und eine im Gehäuse (10) ausgebildete zweite Stützfläche (17), wobei zumindest eine der Stützflächen (16, 17) gegenüber der Verfahrrichtung geneigt verläuft, • und Rastkörper (18), die in den Querbohrungen (15) beweglich angeordnet und in der Ruheposition zwischen den Stützflächen (16, 17) eingespannt sind.Adjusting device according to claim 1, characterized in that the detent has the following features: • one in Aktuatorstift ( 8th . 9 ) extending longitudinal bore ( 14 ) for receiving the locking pin ( 12 . 13 ) and one or more of the longitudinal bore ( 14 ) intersecting transverse bores ( 15 ), • one on the locking pin ( 12 . 13 ) formed first support surface ( 16 ) and one in the housing ( 10 ) formed second support surface ( 17 ), wherein at least one of the support surfaces ( 16 . 17 ) inclined relative to the direction of travel, and • latching body ( 18 ) in the transverse bores ( 15 ) and in the rest position between the support surfaces ( 16 . 17 ) are clamped. Stellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass drei als Kugeln ausgebildete Rastkörper (18) und drei gleichmäßig über den Umfang des Aktuatorstifts (12, 13) verteilte Querbohrungen (15) vorgesehen sind.Adjusting device according to claim 6, characterized in that three locking bodies designed as balls ( 18 ) and three evenly over the circumference of the Aktuatorstifts ( 12 . 13 ) distributed transverse bores ( 15 ) are provided. Stellvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (18) selbsthemmend zwischen den Stützflächen (16, 17) eingespannt sind, wobei die Stützflächen (16, 17) einen konstanten oder sich in die Einfahrrichtung verkleinernden Abstand zueinander aufweisen.Adjusting device according to claim 7, characterized in that the balls ( 18 ) self-locking between the support surfaces ( 16 . 17 ) are clamped, wherein the support surfaces ( 16 . 17 ) have a constant or decreasing in the retraction distance from each other. Stellvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Stützfläche (16) in die Ausfahrrichtung radial verjüngt und dass die Stützflächen (16, 17) parallel zueinander verlaufen.Adjusting device according to claim 8, characterized in that the first support surface ( 16 ) radially tapered in the extension direction and that the support surfaces ( 16 . 17 ) parallel to each other. Stellvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (16, 17) kreiskegelstumpfförmig ausgebildet sind.Adjusting device according to claim 9, characterized in that the support surfaces ( 16 . 17 ) are formed truncated circular.
DE200910053121 2009-11-13 2009-11-13 Electromagnetic actuating device for controlling stroke-variable valve drive of internal-combustion engine, has locking pins subjected with force by magnetic circuit in electromagnet in extending direction for blocking latch Withdrawn DE102009053121A1 (en)

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