Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf
einen elektromagnetischen Aktuator zur gesteuerten Betätigung eines Gaswech
selventils einer Kraft- oder Arbeitsmaschine mit einem zwischen zwei beabstandet
angeordneten Elektromagneten zur wechselweisen Antriebseinwirkung vorgesehe
nen Anker am Schaft des Gaswechselventils, auf das eine bei stromlosen Elektro
magneten das Gaswechselventil in Schließstellung treibende Schließfeder wirkt,
der eine Öffnungsfeder mit im Betrieb veränderlicher Vorspannung (variable Kenn
linie bzw. Federrate) zugeordnet ist.The invention relates to the preamble of claim 1
an electromagnetic actuator for controlled actuation of a gas exchange
selventils a motor or work machine with a spaced between two
arranged electromagnets for alternating drive action
NEN anchor on the shaft of the gas exchange valve, one on the electroless electrical
magnet acts as a closing spring driving the gas exchange valve in the closed position,
an opening spring with variable preload during operation (variable characteristic
line or spring rate) is assigned.
Eine derartiger Aktuator ist beispielsweise aus der DE-C 30 24 109 bekannt, wobei
die in Öffnungsrichtung wirkende Druckfeder über eine ansteuerbare Vorrichtung
bei stromlos geschalteten Elektromagneten soweit entspannt wird, daß dadurch die
Schließfeder das Tellerventil mit dem Anker gegen die als Schließspule einge
setzte Magnetspule gedrückt wird zum gasdichten Verschluß des Brennraumes
einer Kraftmaschine. Bei wirksam gesteuerter Betätigung des Gaswechselventils
wird mittels der Vorrichtung die Vorspannung an der Öffnungs-Druckfeder auf den
vorbestimmten Wert wieder erhöht. Eine vollastabhängige Anpassung der Vor
spannung bzw. Federrate der Öffnungs-Druckfeder ist hierbei nicht vorgesehen.
Such an actuator is known for example from DE-C 30 24 109, wherein
the compression spring acting in the opening direction via a controllable device
with electromagnets switched off, the pressure is released so far that the
Closing spring the poppet valve with the armature against the as a closing coil
set solenoid is pressed to seal the combustion chamber
an engine. When the gas exchange valve is actuated effectively
is the bias on the opening compression spring on the device
predetermined value increased again. A full load-dependent adjustment of the front
tension or spring rate of the opening compression spring is not provided here.
Eine über die Drehzahl erreichte Vollastanpassung der Federrate ist beispielsweise
mit der aus der DE-A 29 49 413 bekannten Vorrichtung zur Veränderung der
Rückstellkräfte bei von Ventilfedern belasteten und durch Nocken betätigten Gas
wechselventilen von Verbrennungsmotoren bekannt, wobei die Gaswechselventile
neben wenigstens einer als Schraubenfeder ausgebildeten Rückstellfeder eine
pneumatische Feder aufweisen. In Ausgestaltung dieser Vorrichtung ist die pneu
matische Feder durch einen mit dem Ventil verbundenen und in einem Zylinder
gleitenden Kolben gebildet, der bei der Öffnungsbewegung des Ventils die in dem
Zylinder eingeschlossene Luft komprimiert. Eine vorzugsweise durch eine Drossel
bohrung gebildete Öffnung in dem Zylinderraum sorgt dafür, daß das als Feder
wirkende Luftpolster unter dem Kolben drehzahlabhängig verändert wird, so daß
diese pneumatische Feder bei hohen Drehzahlen härter als bei niedrigeren Dreh
zahlen ist.A full load adjustment of the spring rate achieved via the speed is, for example
with the device known from DE-A 29 49 413 for changing the
Restoring forces for gas loaded by valve springs and actuated by cams
change valves of internal combustion engines known, the gas exchange valves
in addition to at least one return spring designed as a helical spring
have pneumatic spring. In an embodiment of this device, the tire is new
Matic spring through a connected to the valve and in a cylinder
sliding piston formed, which in the opening movement of the valve in the
Cylinder trapped air compresses. One preferably through a choke
bore formed opening in the cylinder space ensures that that as a spring
acting air cushion under the piston is changed depending on the speed, so that
this pneumatic spring is harder at high speeds than at lower speeds
is pay.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den gattungsgemäßen Aktuator eine
Federeinrichtung vorzuschlagen, mit der ein optimaler Aktuatorbetrieb durch eine
betriebspunktabhängig einstellbare Federvorspannung bzw. Kennlinie erzielt ist.The invention is based on the object for the generic actuator
To propose spring device with which an optimal actuator operation by a
adjustable spring preload or characteristic curve depending on the operating point.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, daß zumindest eine
der Federn eine pneumatische Feder ist.This object is achieved with claim 1 in that at least one
the spring is a pneumatic spring.
Aus vorteilhaft baulichen Gründen ist die Öffnungsfeder des elektromagnetischen
Aktuators als pneumatische Feder ausgebildet. Die somit am freien Ende des
elektromagnetischen Aktuators vorgesehene pneumatische Öffnungsfeder ist
somit leicht anschließbar an ein Servo-System mit einem gesonderten Druckerzeu
ger, der betriebspunktabhängig den Druck in der Öffnungsfeder vom Stillstand der
Brennkraftmaschine mit geschlossenen Gaswechselventilen bis in den oberen
Vollastbereich hinein variiert.For structural reasons, the opening spring is electromagnetic
Actuator designed as a pneumatic spring. The thus at the free end of the
electromagnetic actuator is provided pneumatic opening spring
thus easy to connect to a servo system with a separate printer
depending on the operating point, the pressure in the opening spring from the standstill of the
Internal combustion engine with closed gas exchange valves up to the top
Full load range varies.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs
beispiels beschrieben.The invention is based on an embodiment shown in the drawing
described for example.
Ein elektromagnetischer Aktuator 1 zur gesteuerten Betätigung eines Gaswechsel
ventils 2 einer Kraftmaschine 3, insbesondere Brennkraftmaschine, weist einen
zwischen zwei beabstandet angeordneten Elektromagneten 4 und 5 zur wechsel
weisen Antriebseinwirkung vorgesehenen, nicht gezeigten Anker auf, der am
Schaft 6 des Gaswechselventils 2 fest angeordnet ist.An electromagnetic actuator 1 for controlled actuation of a gas exchange valve 2 of an engine 3 , in particular an internal combustion engine, has an armature, not shown, provided between two spaced-apart electromagnets 4 and 5 for alternating drive action, which is fixedly arranged on the stem 6 of the gas exchange valve 2 .
Auf das Gaswechselventil 2 wirkt eine bei stromlosen Elektromagneten 4 und 5
das Gaswechselventil 2 in Schließstellung treibende Schließfeder 7 ein, der entge
gengesetzt am Aktuator 1 eine Öffnungsfeder 8 mit im Betrieb veränderlicher Vor
spannung bzw. variabler Kennlinie bzw. Federrate zugeordnet ist.On the gas exchange valve 2 acts in a de-energized electromagnet 4 and 5, the gas exchange valve 2 in the closed position driving closing spring 7 , which, in contrast to the actuator 1, is assigned an opening spring 8 with a variable voltage or variable characteristic or spring rate during operation.
Erfindungsgemäß ist zumindest eine der Federn 7 und 8 als eine pneumatische
Feder 9 gestaltet, die bei vorteilhaft kleinem Einbauraum hohe, betriebspunkt
abhängig einstellbare Federkräfte entsprechend variabler Federraten ermöglicht.
Diese Anordnung hat den Vorteil einer leichten Anschließbarkeit eines nicht ge
zeigten Servo-Systems mit einem gesonderten Druckerzeuger, der beispielsweise
für die betriebspunktabhängig variable Federvorspannung der pneumatischen Fe
der 9 angepaßte Drücke liefert.According to the invention, at least one of the springs 7 and 8 is designed as a pneumatic spring 9 which, with an advantageously small installation space, enables high spring forces which can be set depending on the operating point and corresponding to variable spring rates. This arrangement has the advantage of easy connectivity of a not shown ge servo system with a separate pressure generator, which, for example, for the operating point dependent spring preload of the pneumatic Fe of the 9 adjusted pressures.