DE10231374A1 - Aktuator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht von einem elektromagnetischen Aktuator (10) mit einem Schließermagneten (11) und einem Öffnermagneten (12) aus, zwischen denen ein Schwenkanker (13) schwenkbar gelagert ist und durch ein Federsystem mit mindestens einer Drehstabfeder (23) bei stromlosen Magneten (11, 12) in einer Gleichgewichtslage gehalten wird, die etwa einer Mittenlage zwischen den Magneten (11, 12) entspricht, wobei sich die Drehstabfeder (23) an einem Ende (30) an dem Schwenkanker (13) und an dem anderen Ende (31) an einem Gehäuse abstützt. Es wird vorgeschlagen, dass sich die Drehstabfeder (23) über ein plastisch verformbares Element (27) am Gehäuse bzw. an einem relativ zum Gehäuse unbeweglichen Bauteil, wie Zylinderkopf (21) oder Zylinderkopfhaube usw., abstützt.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Aktuator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Aus der DE 36 16 540 A1 ist ein elektromagnetischer Aktuator zum Betätigen eines Gaswechselventils einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt. Ein Anker ist zwischen zwei Elektromagneten des Aktuators angeordnet, die wechselweise periodisch erregt werden und dabei den Anker anziehen. Der Anker ist über einen Ankerstößel an einem einarmigen Ventilhebel angelenkt, der entgegen der Federspannung einer Drehstabfeder hin und her geschwenkt wird und dabei das Gaswechselventil öffnet und schließt.
• Der Ventilhebel ist an einem Ende als Lagerrohr ausgebildet, das an seinen beiden Seiten in Lagerböcken gelagert ist. Die Drehstabfeder ragt mit ihrem einen Ende in das Lagerrohr und ist im Bereich des einen Lagerbocks mittels einer Kerbverzahnung drehfest mit dem Lagerrohr verbunden. Mit ihrem anderen Ende ist die Drehstabfeder auf die gleiche Art in einer Haltebuchse drehfest eingespannt, die ihrerseits an einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeflanscht ist. Die Haltebuchse weist eine definierte Drehlage auf, welche die Vorspannung der Drehstabfeder bestimmt. Durch Verschwenken der Haltebuchse in Langlöchern ist ihre Drehlage und damit die Vorspannung der Drehstabfeder einstellbar. Die Betätigungseinrichtung des Gaswechselventils ist aufwändig und bean sprucht einen großen Bauraum. Ferner ist das Einstellen der Drehstabfeder schwierig und ungenau. " In der DE 199 48 209 A1 wird eine elektromagnetische Stelleinrichtung mit zwei Elektromagneten und einem Anker beschrieben, die mit Hilfe eines Trägers auf einem Zylinderkopf einer Hubkolbenbrennkraftmaschine befestigt sind. Der Anker ist mit einem Lagerrohr verbunden, das um eine Achse schwenkbar in einem Gehäuse gelagert ist. In dem Lagerrohr ist eine Drehstabfeder angeordnet, die an ihrem einen Ende mit dem Lagerrohr und an ihrem anderen Ende mit dem Gehäuse drehfest verbunden ist. Die Drehstabfeder und eine Ventilfeder bilden auf den Anker wirkende entgegengesetzt gerichtete Federkräfte, die den Anker im Zusammenwirken mit den Elektromagneten hin und her bewegen. Der Anker wirkt über einen angeformten Finger auf einen Schaft eines Gaswechselventils, das im Zylinderkopf axial verschiebbar geführt ist.
• Indem die Drehstabfeder an einem Ende fest mit dem Anker verbunden ist und am anderen Ende unter Zwischenschalten einer Aufnahme mit dem Träger verschweißt ist, besteht nach dem Zusammenbau in diesem Bereich keine Möglichkeit zum Nachjustieren. Das Justieren erfolgt ausschließlich über die Elektromagnete, deren Magnetjoche am Halteträger verschraubt sind und in einer speziellen Montagevorrichtung gegenüber dem Anker ausgerichtet werden können.
• Aus der DE 40 26 721 A1 ist ein Einspritzventil bekannt, das in einem Ventilgehäuse einen Ventilsitzkörper hat, welcher mit einem am Gehäuse festgelegten Lochkörper verbunden ist. Auf dem Ventilsitzkörper sitzt eine Ventilnadel mit einem Verschließkörper. Der Ventilnadelhub wird am fertig montierten Einspritzventil exakt eingestellt, indem der am Gehäuse festgelegte Lochkörper plastisch in Richtung des Ventilschließkörpers verformt wird. Dadurch wird der Ventilnadelhub von einer voreingestellten Größe auf einen geforderten Ven tilhub verringert. Mit dem Ventilnadelhub wird die statische Durchflussmenge des Einspritzventils festgelegt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einem gattungsgemäßen Aktuator-die Einstellung einer Mittenlage zu erleichtern und sicherer zu machen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Nach der Erfindung stützt sich die Drehstäbfeder über ein plastisch verformbares Element am Gehäuse oder an einem relativ zum Gehäuse unbeweglichen Bauteil, wie beispielsweise Zylinderkopf oder Zylinderkopfhaube ab. Zweckmäßigerweise geschieht dies über einen Einstellhebel, der mit einem Ende drehfest auf der Drehstabfeder sitzt. Zwischen dem anderen Ende des Einstellhebels und dem Gehäuse ist das plastisch verformbare Element mittels einer Einstellschraube eingespannt. In vorteilhafter Weise umgibt das plastisch verformbare Element in Form einer Hülse die Einstellschraube.
• Das plastisch verformbare Element ist in seiner Länge so ausgelegt, dass die Drehstabfeder in der Gleichgewichtslage, die ungefähr der energetischen Mittenlage entspricht, eine geringfügig größere Vorspannung erhält. Durch die Einstellvorrichtung, z.B. in Form einer Einstellschraube, wird das plastisch verformbare Element so weit zusammengedrückt, dass die Drehstabfeder die genaue Vorspannung erhält, die erforderlich ist, damit der Schwenkanker seine Sollwertstellung als Gleichgewichtslage einnimmt. Die Hülse und die Einstellschraube sind einfache Bauelemente, die wenig Bauraum beanspruchen und einfach zu handhaben sind.
• Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination.
• Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
• Dabei zeigen:
• 1 einen schematischen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Aktuator,
• 2 einen vergrößerten Ausschnitt entsprechend der Linie II-II in 1 und
• 3 einen schematischen Teilschnitt entsprechend der Linie III-III in 1 Ein Aktuator 10 besitzt einen oberen Schließermagneten 11 und einen unteren Öffnermagneten 12, zwischen denen ein Schwenkanker 13 an einem Ende in Ankerlagern 22 schwenkbar gelagert ist, während er am anderen Ende einen Finger 14 aufweist, mit dem er über ein Spielausgleichselement 15 ein Gaswechselventil 16 betätigt. Ein Ventilschaft 17 des Gaswechselventils 16 ist mittels einer Ventilführung 18 im Zylinderkopf 21 geführt. Eine Ventilfeder 19, die sich mit einem Ende am Zylinderkopf 21 und mit ihrem anderen Ende über einen Federteller 20 am Ventilschaft 17 abstützt, belastet das Gaswechselventil 16 in Schließrichtung, während eine Drehstabfeder 23, die koaxial zu den Ankerlagern 22 in einem Lagerrohr 24 des Schwenkankers 13 angeordnet ist, über den Schwenkanker 13 das Gaswechselventil 16 in Öffnungsrichtung belastet.
• Die Drehstabfeder 23 ist an einem Ende 30 drehfest mit dem Lagerrohr 24 verbunden, während das Lagerrohr 24 am anderen Ende 31 auf der Drehstabfeder 23 drehbar gelagert ist. Die Enden 30 und 31 der Drehstabfeder 23 stehen über das Lagerrohr 24 des Schwenkankers 13 vor, wobei die vorstehenden Teile in den Ankerlagern 22 drehbar gelagert sind. Mit dem Ende 31 der Drehstabfeder 23 ist ein Einstellhebel 25 drehfest verbunden, dessen freies Ende sich über ein plastisch verformbares Element 27 in Form einer Hülse am Gehäuse abstützt. Durch eine Bohrung 26 des Einstellhebels 25 und durch die Hülse 27 ist eine Einstellschraube 28 geführt, die in ein Gewindeloch 29 im Zylinderkopf 21 bzw. im Aktuatorgehäuse oder einem anderen relativ zum Gehäuse unbeweglichen Bauteil eingeschraubt ist. Der Schwenkanker 13 ist in 1 in einer Gleichgewichtslage dargestellt, die durch die Ventilfeder 19 und die Drehstabfeder 23 bestimmt wird. Stimmt die Gleichgewichtslage nicht mit der gewünschten Mittenlage überein, kann die Vorspannung der Drehstabfeder 23 über den Einstellhebel 25 eingestellt werden, indem die Einstellschraube 28 mehr angezogen wird, wobei sich die Hülse 27 plastisch verformt (2). Hat der Schwenkanker 13 die gewünschte Lage erreicht, bleibt die Drehstabfeder 23 zwischen dem Kopf der Einstellschraube 28 und dem plastisch verformten Element 27 sicher fixiert.

Claims (3)

1. Elektromagnetischer Aktuator mit einem Schließermagneten und einem Öffnermagneten, zwischen denen ein Schwenkanker schwenkbar gelagert ist und durch ein Federsystem mit mindestens einer Drehstabfeder bei stromlosen Magneten in einer Gleichgewichtslage gehalten wird, die etwa einer Mittenlage zwischen den Magneten entspricht, wobei sich die Drehstabfeder an einem Ende an dem Schwenkanker und an dem anderen Ende an einem Gehäuse abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drehstabfeder (23) über ein plastisch verformbares Element (27) am Gehäuse bzw. an einem relativ zum Gehäuse unbeweglichen Bauteil, wie Zylinderkopf (21) oder Zylinderkopfhaube usw. abstützt.
2. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drehstabfeder (23) über einen Einstellhebel (25) am Gehäuse abstützt, der mit einem Ende drehfest auf der Drehstabfeder (23) sitzt und zwischen dessen anderem Ende und dem Gehäuse das plastisch verformbare Element (27) mittels einer Einstellschraube (28) eingespannt ist.
3. Aktuator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das plastisch verformbare Element (27) eine Hülse ist, die eine Einstellschraube (28) umgibt.