DE102015200539A1

DE102015200539A1 - Aktoreinheit mit Heizelement

Info

Publication number: DE102015200539A1
Application number: DE102015200539.9A
Authority: DE
Inventors: Heiko Schmidt; Jan Pfannenmüller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-01-15
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2016-07-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aktoreinheit (1) eines Schiebenockensystems mit zumindest einem Schiebenocken und mit zumindest einem in einer Aktorpinführung (12) verschiebbaren, an deren Innenmantelfäche geführten Aktorstift (10), wobei die Aktorstifte (10) durch Herausbewegen aus der Aktorpinführung (12) mit zumindest einer Verschiebenut des Schiebenockensystems kontaktierbar sind, mit zumindest einem Betätigungselement in Wirkverbindung stehen und mittels eines Federelements (13) belastet sind, wobei als Heizelement eine in der Aktorpinführung (12) angeordnete Dünnschichtheizung (15) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aktoreinheit eines Schiebenockensystems mit zumindest einem Schiebenocken und mit zumindest einem in einer Aktorpinführung verschiebbaren Aktorstift, wobei die Aktoreinheit an einem Bauteil einer Hubkolbenbrennkraftmaschine oder eines Zylinderkopfes befestigbar ist, wobei die Aktorstifte durch Herausbewegen aus der Aktorpinführung mit zumindest einer Verschiebenut des Schiebenockensystems kontaktierbar sind sowie mit zumindest einem Betätigungselement in Wirkverbindung stehen und mittels eines Federelements belastet sind.
Eine derartige Aktoreinheit eines Schiebenockensystems ist aus der DE 196 11 641 C1 bekannt. Dabei verschiebt das Betätigungselement, das als elektromagnetische Stelleinheit ausgebildet ist, den Aktorstift in Richtung zur Verschiebenut, während das Federelement den Aktorstift aus der Verschiebenut zurück bewegt. Des weiteren ist aus der DE 10 2009 009 080 A1 eine Aktoreinheit eines Schiebenockensystems bekannt, bei dem der Aktorstift in Richtung zur Verschiebenut federbelastet ist. Die Verschiebenut hat dabei an ihrem Ende eine Auswurframpe, mit der der Aktorstift in die Ruheposition zurück bewegt und in der Ruheposition in der Aktoreinheit arretiert wird. Das Betätigungselement ist dabei so ausgebildet, dass es die Arretiervorrichtung zum Herausbewegen des Aktorstiftes löst. An der Aktoreinheit können auch mehrere Aktorstifte vorgesehen sein, wie beispielsweise die DE 10 2007 028 600 A1 lehrt.
Bei allen diesen bekannten Ausgestaltungen von Aktoreinheiten besteht das Problem, dass bei niedrigen Hydrauliköltemperaturen die Ausfahrgeschwindigkeit der Aktorstifte beeinträchtigt sein kann. Somit besteht die Gefahr, dass bei einer zu niedrigen Ausfahrgeschwindigkeit ein Aktorstift nicht in vorgesehener Weise in die zugehörige Verschiebenut einspurt bzw. einfährt. In der Folge kann es zu Fehlschaltungen kommen, sowie zu Fehlpositionierungen oder Teilüberdeckungen. Dies ist darin begründet, dass die Viskosität des im Schmierspalt zwischen Aktorstift und Aktorfüh-rung vorhandenen Öls mit sinkender Temperatur zunimmt. Dadurch steigt die viskose Reibung an und bremst den/die Aktorstift(e) beim Ausfahren ab. Das Öl ist allerdings zur Schmierung erforderlich und ist auch im Raum der Ventilsteuerung des Zylinderkopfes, an dem die Aktoreinheit angebaut ist, als Spritzöl vorhanden. Auch kann sich der Schmierspalt aufgrund unterschiedlicher Dehnungen der Aktorpinführung und des Aktorstiftes bei abnehmender Temperatur verkleinern.
Darüber hinaus ist eine Aktoreinheit eines Schiebenockensystems offenbart mit zumindest einem Schiebenocken und mit zumindest einem in der Aktorpinführung verschiebbaren Stift, wobei die Aktorstifte durch Herausbewegen aus der Aktorpinführung mit zumindest einer Verschiebenut in Kontakt gebracht werden kann. Es ist ein Heizelement vorgesehen, das mit der Aktorpinführung in Wirkverbindung steht. Das Heizelement kann insbesondere von einem Bauteil aufgenommen werden, das die Aktorpinführung umgibt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Aktoreinheit mit einem Heizelement zur Verfügung zu stellen, dessen Bauraumbedarf optimiert wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. Demnach wird die Aufgabe gelöst durch eine Aktoreinheit eines Schiebenockensystems mit zumindest einem Schiebenocken und mit zumindest einem in einer Aktorpinführung verschiebbaren, an deren Innenmantelfäche geführten Aktorstift. Die Aktoreinheit ist an einem Bauteil einer Hubkolbenbrennkraftmaschine oder eines Zylinderkopfes oder an dem Zylinderkopf derselben befestigbar. Die Aktorstifte sind durch Herausbewegen aus der Aktorpinführung mit zumindest einer Verschiebenut des Schiebenockensystems kontaktierbar, stehen mit zumindest einem Betätigungselement in Wirkverbindung und sind mittels eines Federelementes belastet. Es ist ein Heizelement vorgesehen, das mit der Aktorpinführung in Wirkverbindung steht, wobei das Heizelement eine auf der Innenmantelfläche der Aktorpinführung angeordnete Dünnschichtheizung ist.
Die Dünnschichtheizung besteht aus einer Beschichtung, die auf die Innenmantelfläche der Aktorpinführung aufgetragen wird. Zu der Fertigung kann der Sputterprozess Anwendung finden, der auf Kathodenzerstäubung basiert. Auf diese Weise kann eine ausgesprochen dünne Schicht aufgetragen werden
Das Heizelement soll vor und/oder während des Startvorgangs und/oder Kaltphase der Hubkolbenbrennkraftmaschine eingeschaltet sein und die Aktorpinführung und den Schmierspalt ggf. auch den Aktorstift so weit erwärmen, dass die Viskosität des Öls in den zulässigen Bereich abgesenkt wird. Dadurch wird die Ausfahrgeschwindigkeit des/der Aktorstift(e) auf die vorgesehenen Werte angehoben.
Das Heizelement bzw. mehrere Heizelemente mehrerer Aktoreinheiten können an eine Steuereinheit bzw. einen Ausgang einer Motorsteuereinheit angeschlossen werden, wobei die Aufheizzeit frei wählbar ist und/oder entsprechend dem Aufheizen einer Glühkerze auch vor dem Start der Hubkolbenbrennkraftmaschine beginnen kann. Die Aufheizzeit kann aber auch in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur bzw. der Bauteiltemperatur der Bauteile der Brennkraftmaschine steuerbar sein.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt eine Seitenansicht einer Aktoreinheit und
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Aktors 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Elektromagneteinheit 2 und einer Aktorstifteinheit 3. Die Elektromagneteinheit 2 umfasst einen Elektromagneten 2 mit einer Magnetspule 4, einem aus Jochhülse und Jochscheibe gebildeten Magnetjoch 5, einem Rückschlusselement 6, einem Polkern 7, einem Anker 8 und einem Stößel 9. Der Anker 8 ist mit dem zugeordneten Stößel 9 axial frei bewegbar in Bezug auf die Ankerachse. Der Anker 8 ist einstückig mit dem Stößel 9 verbunden. Die Aktorstifteinheit 3 umfasst einen Stift 10 sowie Aktorstiftgehäuse 11, eine Führungshülse 12 und eine Druckfeder 13.
Infolge einer Bestromung des Elektromagneten 2 wird eine Bewegung des Ankers 8 hervorgerufen – die Bewegung erfolgt entlang der Ankerachse und wird über den dem Anker 8 zugeordneten Stößel 9 auf den dem Stößel 9 zugeordneten Stift 10 übertragen. Der Stift 10 kann in eine Verschiebenut eines Schiebenockens eines Schiebenockensystems einspuren, wodurch eine Verschiebung eines Nockenstücks entlang der Achse einer Nockenwelle hervorgerufen wird (nicht gezeigt).
Der Stift 10 sitzt in einem Aktorstiftgehäuse 11 der Aktorstifteinheit 3 und ist darin axial bezüglich seiner jeweiligen Druckstiftachse verschieblich führbar. Infolge der Bestromung der Magnetspule 4 des Elektromagneten 2 übt der Anker 8 über den Stößel 9 eine Kraft auf den Stift 10 aus, der entgegen der Kraft einer Druckfeder 13 aus dem Aktorstiftgehäuse 11 bewegt wird. Die Führung des Stiftes 10 erfolgt in einer Bohrung 14, deren Innenmantelfläche eine Beschichtung 15 aufweist. Die Beschichtung 15 bildet eine Dünnschichtheizung und dient somit als Heizelement. Auf diese Weise kann die Temperatur im Schmierspalt erhöht und die viskose Reibung – insbesondere bei Kaltstartbedingungen – vermindert werden.
Bezugszeichenliste

1: Aktor
2: Elektromagneteinheit
3: Aktorstifteinheit
4: Magnetspule
5: Magnetjoch
6: Rückschlusselement
7: Polkern
8: Anker
9: Stößel
10: Stift, Aktorpin
11: Aktorstiftgehäuse
12: Führungshülse, Aktorstiftführung
13: Druckfeder, Federelement
14: Bohrung
15: Beschichtung, Innenmantelfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19611641 C1 [0002]
DE 102009009080 A1 [0002]
DE 102007028600 A1 [0002]

Claims

Aktoreinheit (1) eines Schiebenockensystems mit zumindest einem Schiebenocken und mit zumindest einem in einer Aktorpinführung (12) verschiebbaren, an deren Innenmantelfäche geführten Aktorstift (10), wobei die Aktoreinheit (1) an einem Bauteil einer Hubkolbenbrennkraftmaschine oder eines Zylinderkopfes oder an dem Zylinderkopf derselben befestigbar ist, wobei die Aktorstifte (10) durch Herausbewegen aus der Aktorpinführung (12) mit zumindest einer Verschiebenut des Schiebenockensystems kontaktierbar sind, mit zumindest einem Betätigungselement in Wirkverbindung stehen und mittels eines Federelements (13) belastet sind, wobei ein Heizelement (15) vorgesehen ist, das mit der Aktorpinführung (12) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement eine in der Aktorpinführung angeordnete Dünnschichtheizung ist.
Aktoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem/den Heizelement(en) (15) eine Steuereinheit oder ein Ausgang einer Motorsteuereinheit zugeordnet ist und dass die Aufheizzeit des/der Heizelement(e) (15) frei wählbar und/oder in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur steuerbar ist.