DE102014217755A1 - Actuator device for sliding cam systems - Google Patents

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Matthias Ammann
Andreas Nendel
Jens Woitzik
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    • H01F2007/1692—Electromagnets or actuators with two coils

Abstract

Vorgeschlagen ist eine Aktorvorrichtung mit einem maschinenfesten Gehäuse (1) für Schiebenockensysteme zur Verstellung eines Schiebenockens in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines in zumindest eine Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens eingreifbaren Aktorstiftes (2), der unter Einwirkung eines Federelements (3) und/oder einer elektromagnetischen Steuereinheit (4) direkt oder unter Zwischenschaltung eines Übertragungsmechanismus durch einen Stößel (6) verschiebbar ausgebildet ist, wobei der Schiebenocken auf zumindest einer axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, und wobei der Stößel (6) oder der Aktorstift (2), zumindest dann, wenn sie in die elektromagnetische Steuereinheit (4) integriert sind, aus einem harten, magnetisch schlecht leitendem Werkstoff hergestellt sind.Proposed is an actuator device with a machine-fixed housing (1) for sliding cam systems for adjusting a sliding cam in different axial positions by means of at least one engageable in at least one sliding groove on the circumference of the sliding cam Aktorstiftes (2) under the action of a spring element (3) and / or a Electromagnetic control unit (4) is designed to be displaceable directly or with the interposition of a transmission mechanism by a plunger (6), wherein the slide cam on at least one axially fixed fundamental shaft of a reciprocating internal combustion engine for forming a camshaft rotatably but axially displaceably arranged, and wherein the plunger (6 ) or the actuator pin (2), at least when they are integrated in the electromagnetic control unit (4) are made of a hard, magnetically poorly conductive material.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aktorvorrichtung mit einem maschinenfesten Gehäuse für Schiebenockensysteme zur Verstellung eines Schiebenockens in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines in zumindest eine Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens eingreifbaren Aktorstiftes, der unter Einwirkung eines Federelements und/oder einer elektromagnetischen Steuereinheit direkt oder unter Zwischenschaltung eines Übertragungsmechanismus durch einen Stößel verschiebbar ausgebildet ist, wobei der Schiebenocken auf zumindest einer axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist.The invention relates to an actuator device with a machine-fixed housing for sliding cam systems for adjusting a sliding cam in different axial positions by means of at least one engageable in at least one sliding groove on the circumference of the sliding cam Aktorstiftes under the action of a spring element and / or an electromagnetic control unit directly or with interposition a transmission mechanism is slidably formed by a plunger, wherein the sliding cam on at least one axially fixed fundamental shaft of a reciprocating internal combustion engine for forming a camshaft rotationally fixed, but axially displaceable is arranged.

Derartige Aktorvorrichtungen für Schiebenockensysteme sind inzwischen allgemein bekannt. Bei der DE 10 2007 037 232 A1 ist der Aktorstift in die elektromagnetische Steuereinheit integriert und korrespondiert mit dessen Anker. Deshalb wird für den Aktorstift ein weicher nicht leitender Werkstoff eingesetzt, da er zumindest mit seinem dem Anker zugewandten Ende im Magnetfluss der Feldlinien eingebunden ist. Es ist ferner bekannt, WO 2014/075667 A1 zwischen den Aktorstiften und der elektromagnetischen Steuereinheit einen Übertragungsmechanismus vorzusehen, der von einem mit der elektromagnetischen Steuereinheit zusammenwirkenden Stößel beherrscht ist. Für den in der elektromagnetischen Steuereinheit integrierten Stößel ist wiederum ein weicher nicht leitender Werkstoff vorgesehen. Diese weichen nicht leitenden Werkstoffe für den Stößel oder den Aktorstift haben das Problem, dass sie sehr schnell verschleißen und die Funktionalität der Aktorvorrichtung nicht sichergestellt werden kann. Der Verschleiß am Stößel oder Aktorstift führt dazu, dass das eigentliche Schaltelement nicht mehr weit genug in die Verschiebenut einfährt und dort zu Schäden führt.Such actuator devices for sliding cam systems are now well known. In the DE 10 2007 037 232 A1 the Aktorstift is integrated into the electromagnetic control unit and corresponds with its armature. Therefore, a soft non-conductive material is used for the Aktorstift, since he is involved at least with its end facing the armature in the magnetic flux of the field lines. It is also known WO 2014/075667 A1 between the Aktorstiften and the electromagnetic control unit to provide a transmission mechanism which is dominated by a cooperating with the electromagnetic control unit plunger. For the integrated in the electromagnetic control unit plunger turn a soft non-conductive material is provided. These soft non-conductive materials for the ram or actuator pin have the problem that they wear out very quickly and the functionality of the actuator device can not be ensured. The wear on the plunger or actuator pin causes the actual switching element does not enter far enough into the sliding groove and there leads to damage.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schiebenockensystem der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass die genannten Nachteile behoben werden und eine deutliche Verringerung des Verschleißes am Stößel oder Aktorstift gegeben ist. Dies soll mit einfachen kostengünstigen Mitteln erreicht werden.The object of the invention is to improve a sliding cam system of the type described above so that the disadvantages mentioned are eliminated and a significant reduction in the wear on the plunger or Aktorstift is given. This should be achieved with simple inexpensive means.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Stößel oder der Aktorstift, zumindest dann, wenn sie in die elektromagnetische Steuereinheit integriert sind, aus einem harten, magnetisch schlecht leitenden Werkstoff hergestellt sind. Dies führt zwar dazu, dass der Wirkungsgrad der elektromagnetischen Steuereinheit schlechter ist als bei nicht leitenden weichen Werkstoffen, es verringert aber den Verschleiß erheblich.According to the invention, this object is achieved in that the plunger or the Aktorstift, at least when they are integrated into the electromagnetic control unit, are made of a hard, magnetically poorly conductive material. Although this leads to the fact that the efficiency of the electromagnetic control unit is worse than non-conductive soft materials, but it reduces the wear considerably.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Stößel oder dem Aktorstift und der Stößel- oder Aktorstiftführung, zumindest dann, wenn sie in den Magnetfluss der Feldlinien integriert sind, ein Luftspalt vorgesehen ist. Dieser verringert die Integration des Stößels oder Aktorstiftes in die Feldlinien und verbessert den Wirkungsgrad.To improve the efficiency, it is proposed that an air gap is provided between the plunger or the actuator pin and the plunger or Aktorstiftführung, at least when they are integrated into the magnetic flux of the field lines. This reduces the integration of the ram or actuator pin in the field lines and improves the efficiency.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das dem Anker der elektromagnetischen Steuereinheit zugewandte Ende des Stößels oder Aktorstiftes abgerundet ausgeführt ist. Das Ende kann beispielsweise halbkugelförmig ausgebildet sein. Es ist auch vorteilhaft, wenn das Ende kegelig oder kegelstumpfförmig ausgeführt ist. Dies dient ebenfalls der Verbesserung des Wirkungsgrades der elektromagnetischen Steuereinheit.Furthermore, it is proposed that the armature of the electromagnetic control unit facing the end of the plunger or Aktorstiftes is executed rounded. The end may be formed, for example, hemispherical. It is also advantageous if the end is conical or frusto-conical. This also serves to improve the efficiency of the electromagnetic control unit.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:The invention is described in the drawings:

1 zeigt einen Schnitt durch eine Aktorvorrichtung mit einem Übertragungsmechanismus zwischen den Aktorstiften und der elektromagnetischen Steuereinheit, 1 shows a section through an actuator device with a transmission mechanism between the Aktorstiften and the electromagnetic control unit,

2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teils der elektromagnetischen Steuereinheit gemäß dem in 1 definierten Rechteck und 2 shows an enlarged view of a part of the electromagnetic control unit according to the in 1 defined rectangle and

3 zeigt eine Darstellung entsprechend 2 mit modifiziertem Stößel. 3 shows a representation accordingly 2 with modified ram.

In den 1 bis 3 ist, soweit im Einzeln dargestellt, mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, in dem Aktorstifte 2 geführt sind, die, nicht dargestellt, mit Verschiebenuten am Umfang des Schiebenockens korrespondieren. An den Aktorstiften 2 sind Federelemente 3 angeordnet, die die Aktorstifte 2 in Richtung zu einer allgemein mit 4 bezeichneten elektromagnetischen Steuereinheit belasten.In the 1 to 3 is, as far as shown in detail, with 1 denotes a housing in the actuator pins 2 are guided, which, not shown, correspond with sliding grooves on the circumference of the sliding cam. At the Aktorstiften 2 are spring elements 3 arranged the the actuator pins 2 towards a general with 4 load designated electromagnetic control unit.

An den inneren Enden der Aktorstifte 2 schließen sich Wippen 5 an, die schwenkbar gelagert sind und mit Stößeln 6 in Wirkverbindung stehen. Eine Verschiebung der Stößel 6 in Richtung der Aktorstifte 2 verschwenkt die Wippen 5, die die Aktorstifte 2 gegen die Kraft der Federelemente 3 verschieben. Die Stößel 6 sind in einer Stößelführung 7 angeordnet und grenzen an je einen Anker 8 an. Der Anker 8 ist Bestandteil der elektromagnetischen Steuereinheit 4 und steht mit einer Spule 9 und einem Joch 10 sowie mit der Stößelführung 7 in elektromagnetischer Wirkverbindung, so dass eine Bestromung der Spule 9 eine Verschiebung des Ankers 8 und damit des Stößels 6 bewirkt. Der dargestellte Übertragungsmechanismus wird insbesondere deshalb gewählt, um hinreichenden Raum für die elektromagnetische Steuereinheit 4 zu schaffen, und dennoch einen geringen Abstand zwischen den Aktorstiften 2 zu gewährleisten.At the inner ends of the actuator pins 2 Rockers close 5 on, which are pivotally mounted and with pestles 6 in operative connection. A displacement of the ram 6 in the direction of the Aktorstifte 2 pivots the seesaws 5 holding the actuator pins 2 against the force of the spring elements 3 move. The pestles 6 are in a ram guide 7 arranged and bound to each anchor 8th at. The anchor 8th is part of the electromagnetic control unit 4 and stands with a coil 9 and a yoke 10 as well as with the ram guide 7 in electromagnetic operative connection, so that an energization of the coil 9 a shift of the anchor 8th and thus the pestle 6 causes. The illustrated transmission mechanism is therefore chosen, in particular, to provide sufficient space for the electromagnetic control unit 4 to create, and yet a small one Distance between the actuator pins 2 to ensure.

Den 2 und 3 ist zu entnehmen, dass zwischen den Stößeln 6 und der Stößelführung 7 ein Luftspalt 11 gewählt wurde und dass die inneren, dem Anker 8 zugewandten Enden der Stößel 6 abgerundet oder kegelstumpfförmig ausgeführt sind.The 2 and 3 it can be seen that between the plungers 6 and the ram guide 7 an air gap 11 was chosen and that the inner, the anchor 8th facing ends of the plunger 6 rounded or frustoconical.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gehäusecasing
22
AktorstifteAktorstifte
33
Federelementespring elements
44
elektromagnetische Steuereinheitelectromagnetic control unit
55
Wippenbob
66
Stößeltappet
77
Stößelführungenram guides
88th
Ankeranchor
99
SpulenDo the washing up
1010
Jocheyokes
1111
Luftspaltair gap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007037232 A1 [0002] DE 102007037232 A1 [0002]
  • WO 2014/075667 A1 [0002] WO 2014/075667 A1 [0002]

Claims (5)

Aktorvorrichtung mit einem maschinenfesten Gehäuse (1) für Schiebenockensysteme zur Verstellung eines Schiebenockens in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest eines in zumindest eine Verschiebenut am Umfang des Schiebenockens eingreifbaren Aktorstiftes (2), der unter Einwirkung eines Federelements (3) und/oder einer elektromagnetischen Steuereinheit (4) direkt oder unter Zwischenschaltung eines Übertragungsmechanismus durch einen Stößel (6) verschiebbar ausgebildet ist, wobei der Schiebenocken auf zumindest einer axial festgelegten Grundwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine zur Bildung einer Nockenwelle drehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (6) oder der Aktorstift (2), zumindest dann, wenn sie in die elektromagnetische Steuereinheit (4) integriert sind, aus einem harten, magnetisch schlecht leitendem Werkstoff hergestellt sind.Actuator device with a machine-fixed housing ( 1 ) for sliding cam systems for adjusting a sliding cam in different axial positions by means of at least one engageable in at least one Verschiebenut on the circumference of the sliding cam Aktorstiftes ( 2 ), which under the action of a spring element ( 3 ) and / or an electromagnetic control unit ( 4 ) directly or with the interposition of a transmission mechanism by a plunger ( 6 ) is slidably formed, wherein the sliding cam on at least one axially fixed fundamental shaft of a reciprocating internal combustion engine for forming a camshaft rotationally fixed, but axially displaceable, characterized in that the plunger ( 6 ) or the actuator pen ( 2 ), at least when placed in the electromagnetic control unit ( 4 ) are made of a hard, magnetically poorly conductive material. Aktorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stößel (6) oder dem Aktorstift (2) und der Stößel- (7) oder Aktorstiftführung, zumindest, dann, wenn sie in den Magnetfluss der Feldlinien integriert sind, ein Luftspalt (11) vorgesehen ist.Actuator device according to claim 1, characterized in that between the plunger ( 6 ) or the actuator pen ( 2 ) and the ram ( 7 ) or Aktorstiftführung, at least, when they are integrated into the magnetic flux of the field lines, an air gap ( 11 ) is provided. Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Anker (8) der elektromagnetischen Steuereinheit (4) zugewandte Ende des Stößels (6) oder des Aktorstiftes (2) abgerundet ausgeführt ist.Actuator device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the armature ( 8th ) of the electromagnetic control unit ( 4 ) facing the end of the plunger ( 6 ) or the Aktorstiftes ( 2 ) is executed rounded. Aktorvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Stößels (6) oder Aktorstiftes (2) halbkugelförmig ausgeführt ist.Actuator device according to claim 3, characterized in that the end of the plunger ( 6 ) or Aktorstiftes ( 2 ) is executed hemispherical. Aktorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Anker (8) der elektromagnetischen Steuereinheit (4) zugewandte Ende des Stößels (6) oder Aktorstiftes (2) kegelig oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.Actuator device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the armature ( 8th ) of the electromagnetic control unit ( 4 ) facing the end of the plunger ( 6 ) or Aktorstiftes ( 2 ) is conical or frusto-conical.
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DE102007037232A1 (en) 2007-08-07 2009-02-12 Eto Magnetic Gmbh Device for adjusting the camshaft of an internal combustion engine
WO2014075667A1 (en) 2012-11-15 2014-05-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuator apparatus for adjusting a sliding cam system

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