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Die Erfindung betrifft einen Aktuator für einen elektrohydraulischen Gaswechselventiltrieb einer Brennkraftmaschine, umfassend ein an der Brennkraftmaschine montierbares Aktuatorgehäuse mit einer Bohrung, einen in der Bohrung hubbeweglich gelagerten Hydraulikkolben und einen Axialanschlag, der durch einen in der Bohrung verschieblichen Haltering und einen nach radial außen kragenden Vorsprung des Hydraulikkolbens gebildet ist und im unmontierten Zustand des Aktuatorgehäuses an der Brennkraftmaschine den Kolbenhub aus der Bohrung auf einen Montagehub beschränkt, der kleiner als ein maximaler Betriebshub ist, mit dem der Hydraulikkolben das Gaswechselventil betätigt, wobei die Beschränkung des Kolbenhubs auf den Montagehub lediglich temporär und nach Inbetriebnahme des Aktuators aufgehoben ist.
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Ein vergleichbarer Aktuator ist in der
WO 2015/ 117 603 A1 und in der
DE 10 2014 201 911 A1 offenbart. Ein relativ weites Herausragen des Hydraulikkolbens aus dem Aktuatorgehäuse im unmontierten Zustand ist verbesserbar.
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Es ist die Aufgabe, Nachteile aus dem Stand der Technik, insbesondere den Nachteil des Herausragens, zu beheben oder zumindest zu mildern und insbesondere einen solchen Aktuator bereitzustellen, der einfacher und präziser zu montieren ist. Es soll also eine alternative Lösung zum zitierten Stand der Technik gefunden werden, bei der der Hydraulikkolben auf die Stirnfläche des Gaswechselventilschafts aufsetzt.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bohrung in einem gaswechselventilnäheren Bereich einen ersten Durchmesser und in einem gaswechselventilferneren Bereich einen dazu kleineren zweiten Durchmesser besitzt, wobei der Haltering im unmontierten Zustand des Aktuatorgehäuses an dem zweiten Durchmesser und nach Inbetriebnahme des Aktuators an dem ersten Durchmesser anliegt und zwei axial zueinander versetzte und dem Gaswechselventil abgewandte Stirnseiten besitzt und wobei der Vorsprung des Hydraulikkolbens im unmontierten Zustand des Aktuatorgehäuses auf der gaswechselventilferneren Stirnseite und nach Inbetriebnahme des Aktuators auf der gaswechselventilnäheren Stirnseite aufliegt.
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Anders ausgedrückt wechselt gemäß der Erfindung der bohrungsseitige Teil des Axialanschlags infolge der Durchmessererweiterung des Halterings zwischen dem a) unmontiertem Zustand (vor Inbetriebnahme) und dem b) montiertem Zustand nach Inbetriebnahme von der gaswechselventilferneren auf die gaswechselventilnähere Stirnseite. Der Aktuator befindet sich, wenn er montiert ist und in Betrieb genommen ist, im Betriebszustand.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche und werden nachfolgend näher erläutert.
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So ist es von Vorteil, wenn der Haltering so radial vorgespannt ist, dass er sowohl im unmontierten Zustand als auch im montierten Zustand / Betriebszustand komprimiert ist.
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Bevorzugt ist die Bohrung des Aktuatorgehäuses zwischen dem ersten Durchmesser und dem zweiten Durchmesser zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktuators besitzt der Haltering in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte, umgebogene Reiblippen. Die Reiblippen lassen sich schnell und einfach spanlos fertigen, was kostengünstig ist. In einer anderen Ausführungsform besitzt der Haltering in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Zinnen. Die sich grundsätzlich in Axialrichtung erstreckenden Zinnen sind dazu vorbereitet, die Haltekraft zu verstärken.
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Vorteilhaft ist auch, wenn der Haltering einen Radialschlitz besitzt, da dann die Elastizität des Halteringes verbessert wird und ein gewünschtes Aufspreizen des Halteringes beim Verschieben zum Gaswechselventil hin besonders gut erreicht werden kann.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt
- 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aktuators im unmontierten Zustand,
- 2 den Aktuator aus 1 im montierten Zustand,
- 3 einen distalen Endabschnitt des Aktuators aus 2 in einer vergrößerten Darstellung,
- 4a bis c eine spezielle Ausführungsform des Halterings in einer perspektivischen Ansicht, einer Frontansicht und einer Draufsicht,
- 5 eine weitere im Längsschnitt dargestellte Ausführungsform des Aktuators im unmontierten Zustand, bei der ein anderer Haltering als in den vorherigen Figuren eingesetzt ist,
- 6 den Aktuator aus 5 im montierten Zustand,
- 7 den distalen Endabschnitt des Aktuators aus 6 in einer vergrößerten Darstellung,
- 8a und b den Haltering der Ausführungsform der 5 bis 7 in einer perspektivischen Darstellung und einer Draufsicht,
- 9 einen Längsschnitt durch den distalen Endabschnitt des Aktuators in einer weiteren Ausführungsform, bei der eine Umfangsnut auf der Innenseite des Aktuatorgehäuses einen Anschlag für den Haltering stellt,
- 10 einen Längsschnitt durch den distalen Endabschnitt des Aktuators noch einer weiteren Ausführungsform, bei der ein Radialvorsprung auf der Innenseite des Aktuatorgehäuses einen Anschlag für den Haltering stellt,
- 11 den Haltering zu den Ausführungsformen der 9 und 10 in einer vergrößerten, perspektivischen Darstellung,
- 12 den distalen Endabschnitt des Aktuators in einer weiteren Ausführungsform, bei der der Haltering Zinnen besitzt und
- 13 den Haltering aus 12 in einer vergrößerten, perspektivischen Darstellung.
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Die gleichen Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die einzelnen Merkmale können untereinander ausgetauscht werden.
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In 1 ist ein Aktuator 1 eines elektrohydraulischen Gaswechselventiltriebs einer Brennkraftmaschine im unmontierten Zustand / Transportzustand dargestellt. In einem Aktuatorgehäuse 2 ist ein axial verfahrbarer Hydraulikkolben 3 in einer Bohrung 21 angeordnet. Es ist ein Ventilspielausgleichelement an dem Hydraulikkolben 3 angebunden, das ein Gehäuse 4 besitzt. Das Gehäuse 4 betätigt das Gaswechselventil.
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Im unmontierten Zustand gemäß 1 ist der Hydraulikkolben 3 zusammen mit einem Ventilspielausgleichselement und dessen Gehäuse 4 maximal in der Bohrung 21 eingefahren, sodass der Aktuator 1 eine solche Axiallänge einnimmt, dass bei der Montage das Gehäuse 4 mit einer Kontaktfläche 8 die Stirnfläche des Gaswechselventilschafts trifft. Die Bohrung 21 hat zumindest am distalen Ende eine solch konische Form, dass eine konische Innenwand 16 ausgebildet.
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Eine Kragenhülse 5 und ein Haltering 6 halten gemeinsam den Hydraulikkolben 3 in dem Aktuatorgehäuse 2 über einen Axialanschlag 23 fest. Dieser Axialanschlag 23 hat also zwei Teile, nämlich die Kragenhülse 5 und den Haltering 6. Die Kragenhülse 5 ist mittels einer Verstemmung 20 am Gehäuse 4 befestigt.
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Der Haltering 6 ist in der Bohrung 21 eingespannt. Die Bohrung 21 ist gestuft ausgebildet und besitzt eine Aktuatorschulter 7. Die Bohrung 21 weist auch distal einen durchmessererweiterten Bereich auf, in dem der Haltering 6 gehalten ist. Der durchmessererweiterte Bereich ist konisch ausgebildet.
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In der Ausführungsform der 1 ist zudem eine Haltehülse 9 auf einen den Haltering 6 lagernden Abschnitt des Aktuatorgehäuses 2 aufgespannt. In der Ausführungsform der 1 ist zudem die Haltehülse 9 auf das Aktuatorgehäuse 2 aufgespannt, das im Bereich des den Haltering 6 lagernden Abschnitts einen Außensechskant hat. Die maßliche Abstimmung zwischen dem Haltering 6, der Kragenhülse 5, dem Gehäuse 4, dem Hydraulikkolben 3 und dem Aktuatorgehäuse 2 ist dergestalt, dass das Gehäuse 4 im unmontierten Zustand axial nicht oder nur geringfügig aus dem Aktuatorgehäuse 2 und/oder der Haltehülse 9 herausragt.
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In 2 ist der Aktuator aus 1 im montierten und in Betrieb genommenen Zustand dargestellt. Der Haltering 6 ist von einer gaswechselventilferneren Position im unmontierten Zustand in eine gaswechselventilnähere Position im montierten Zustand / Betriebszustand verschoben worden. Der Konus hat in seinem gaswechselventilnäheren Bereich einen größeren Durchmesser als in seinem gaswechselventilferneren Bereich. Ist der Haltering 6 in seiner gaswechselventilnäheren Position, ist er weiter aufgespreizt als in seiner gaswechselventilferneren Position. In der gaswechselventilferneren Position bringt er ergo mehr Haltekraft auf die Innenseite des Aktuatorgehäuses 2 auf.
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3 stellt vergrößert dar, wie der Haltering 6 mit der konischen Bohrung 21 des Aktuatorgehäuses 2 in Verbindung steht und auf der Haltehülse 9 aufliegt. Der Haltering 6 aus den 8a und 8b weist eine gaswechselventilfernere Stirnseite 17 und eine gaswechselventilnähere Stirnseite 18 auf. Die beiden Stirnseiten 17 und 18 bilden jeweils den Anschlagteil des Axialanschlags 23 der vom Haltering 6 gestellt ist.
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4a zeigt eine perspektivische Ansicht des Halterings 6 in einer ersten Ausführungsform, 4b eine Seitenansicht und 4c eine Draufsicht. Der aus Blech gefertigte Haltering 6 weist in Umfangsrichtung gleich beabstandete Reiblippen 10 auf. Sie üben eine Vorspannung aus, die nach radial außen wirkt.
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Die zweite Ausführungsform der 5 bis 7 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Form des Halterings 6, der in den 8a und 8b perspektivisch bzw. in einer Draufsicht dargestellt ist. Der Haltering 6 weist hierbei einen für die Vorspannung vorteilhaften Radialschlitz 19 auf. Während die Kragenhülse 5 im unmontierten Zustand auf der gaswechselventilferneren Stirnseite 17 aufliegt, liegt sie im montierten Zustand auf der gaswechselventilnäheren Stirnseite 18 auf.
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Eine dritte Ausführungsform ist in 9 dargestellt. Hierbei ist die in den zuvor vorgestellten Ausführungsformen notwendige Haltehülse 9 nicht erforderlich. Im Zustand nach der Inbetriebnahme liegt die Kragenhülse 5 wiederum auf der gaswechselventilnähren Stirnfläche 18 des Halterings 6 auf. Eine Axialschulter, gebildet durch eine Umfangsnut 11, ist in der Bohrung 21 des Aktuatorgehäuses 2 angeordnet und stellt den Anschlag für den Haltering 6.
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Dieser Ausführungsform ähnlich ist die weitere Ausführungsform aus 10. Auch hier ist keine Haltehülse 9 erforderlich. Vielmehr bildet ein nach radial innen ragender, von dem Aktuatorgehäuse 2 integral ausgebildeter Vorsprung 12 den Anschlag für den Haltering 6 in Axialrichtung.
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Das Haltering 6 der 9 und 10 ist in 11 vergrößert dargestellt.
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Eine weitere Ausführungsform ist in 12 dargestellt. Auch hier wird die Haltehülse 9 nicht benötigt. So ist der Haltering 6 dergestalt, dass von diesem ausgeformte Zinnen 14 mit zumindest einem Einrastvorsprung 15 versehen sind, um in das Aktuatorgehäuse 2 formschlüssig einzugreifen. Der Formschluss wirkt unterstützend zu einem Reibkraftschluss zwischen dem Haltering 6 und dem Aktuatorgehäuse 2. Das Funktionsprinzip gleicht jenem aus 9.
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Der in der Ausführungsform aus 12 eingesetzte Haltering 6 ist in 13 dargestellt. Hierbei sind manche Zinnen 14 in Umfangsrichtung größer als andere. An diesen größeren Zinnen 14 ist jeweils ein (einziger, mittiger) Einrastvorsprung 15 für den unterstützenden Formschluss vorhanden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aktuator
- 2
- Aktuatorgehäuse
- 3
- Hydraulikkolben
- 4
- Gehäuse
- 5
- Kragenhülse
- 6
- Haltering
- 7
- Aktuatorschulter
- 8
- Kontaktfläche
- 9
- Haltehülse
- 10
- Reiblippe
- 11
- Umfangsnut
- 12
- Radialvorsprung
- 13
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- 14
- Zinne
- 15
- Einrastvorsprung
- 16
- Konische Innenwand
- 17
- gaswechselventilfernere Stirnseite
- 18
- gaswechselventilnähere Stirnseite
- 19
- Radialschlitz
- 20
- Verstemmung
- 21
- Bohrung
- 22
- Vorsprung
- 23
- Axialanschlag
