DE19737789C1 - Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator - Google Patents
Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen AktuatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines
Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Elektromagnetische Aktuatoren zur Betätigung von Gaswechselven
tilen besitzen in der Regel zwei Schaltmagnete, einen Öffnungs
magneten und einen Schließmagneten, zwischen deren Polflächen
ein Anker koaxial zu einer Ventilachse verschiebbar angeordnet
ist. Der Anker wirkt über einen Ankerstößel auf einen Ventil
schaft des Gaswechselventils. Bei Aktuatoren nach dem Prinzip
des Massenschwingers wirkt ein vorgespannter Federmechanismus
auf den Anker. Als Federmechanismus dienen meist zwei vorge
spannte Druckfedern, und zwar eine obere und eine untere
Ventilfeder. Die obere Ventilfeder belastet in Öffnungsrichtung
und die untere Ventilfeder in Schließrichtung des Gaswechsel
ventils. Bei nicht erregten Magneten wird der Anker durch die
Ventilfedern in einer Gleichgewichtslage zwischen den Magneten
gehalten.
Wird der Aktuator beim Start aktiviert, wird entweder der
Schließmagnet oder der Öffnungsmagnet kurzzeitig übererregt
oder der Anker mit einer Anschwingroutine mit seiner Resonanz
frequenz angeregt, um aus der Gleichgewichtslage angezogen zu
werden. In geschlossener Stellung des Gaswechselventils liegt
der Anker an der Polfläche des erregten Schließmagneten an und
wird von diesem gehalten. Der Schließmagnet spannt die in
Öffnungsrichtung wirkende Ventilfeder weiter vor. Um das
Gaswechselventil zu öffnen, wird der Schließmagnet ausgeschal
tet und der Öffnungsmagnet eingeschaltet. Die in Öffnungsrich
tung wirkende Ventilfeder beschleunigt den Anker über die
Gleichgewichtslage hinaus, so daß dieser von dem Öffnungsmagne
ten angezogen wird. Der Anker schlägt an die Polfläche des
Öffnungsmagneten an und wird von dieser festgehalten. Um das
Gaswechselventil wieder zu schließen, wird der Öffnungsmagnet
ausgeschaltet und der Schließmagnet eingeschaltet. Die in
Schließrichtung wirkende Ventilfeder beschleunigt den Anker
über die Gleichgewichtslage hinaus zum Schließmagneten. Der
Anker wird vom Schließmagneten angezogen, schlägt auf die
Polfläche des Schließmagneten auf und wird von diesem festge
halten.
Von Beginn an nicht berücksichtigte oder sich über der Zeit
verändernde Größen, wie beispielsweise Fertigungstoleranzen
einzelner Bauteile, Wärmedehnungen unterschiedlicher Materiali
en, differierende Federsteifigkeiten der oberen und der unteren
Ventilfeder, sowie Setzerscheinungen durch Alterung der Ventil
federn usw., können dazu führen, daß die durch die Ventilfedern
bestimmte Gleichgewichtslage nicht mit einer energetischen
Mittenlage zwischen den Polflächen übereinstimmt bzw. nicht
eine bestimmte Position aufweist. Ferner können derartige
Größen bewirken, daß der Anker nicht mehr vollständig an den
Polflächen der Magnete zur Anlage kommt, daß Spiel zwischen dem
Ankerschaft und dem Ventilschaft entsteht und/oder daß das
Gaswechselventil nicht mehr vollständig schließt.
Aus der auf einer älteren Anmeldung beruhenden DE 196 47 305 C1, ist ein Spielaus
gleichselement bekannt, bei der ein Aktuator schwimmend in
einem Zylinderkopf gelagert ist. Der Aktuator öffnet und
schließt über einen Anker und zwei beidseitig in Bewegungsrich
tung des Ankers angeordnete Elektromagnete ein Gaswechselven
til. Auf der dem Gaswechselventil abgewandten Seite befindet
sich zwischen einer Deckplatte und dem Aktuator ein Spielaus
gleichselement, das sowohl positives als auch negatives Ventil
spiel ausgleicht.
Das Spielausgleichselement weist ein erstes hydraulisches
Element mit einem Spielausgleichskolben in einem Zylinder auf.
Der Spielausgleichskolben liegt zwischen einem ersten, dem
Gaswechselventil abgewandten, brennkraftmaschinenabhängig
gesteuerten und einem zweiten, dem Gaswechselventil zugewandten
Druckraum. Im Kolben befindet sich ein Rückschlagventil, das
durch eine Rückhaltefeder in Schließstellung gehalten wird. Das
Rückschlagventil öffnet bei Überdruck im ersten Druckraum in
Richtung zum zweiten Druckraum. Die Rückhaltefeder ist so
ausgelegt, daß das Rückschlagventil nicht öffnet, wenn kein
Spiel vorhanden ist und schließt damit die Verbindung zwischen
den beiden Druckräumen.
Zwischen dem Spielausgleichskolben und dem Zylinder liegt ein
definiertes Spiel als Drosselverbindung, durch die Druckmittel
aus dem zweiten Druckraum nach außen entweichen kann. Das
Spielausgleichselement stützt sich an der oberen Deckplatte ab,
die mit dem Zylinderkopf fest verbunden ist. Das Spielaus
gleichselement kann nur Druckkräfte übertragen.
Schließt das Gaswechselventil nicht vollständig, weil der
Aktuator zu weit in Richtung des Gaswechselventils verschoben
ist, d. h. ein negatives Spiel vorliegt, stellt sich eine
Druckerhöhung in dem zweiten Druckraum durch eine in Schließ
richtung wirkende Ventilfeder des Gaswechselventils ein. Das
Druckmittel entweicht durch die Druckerhöhung aus dem zweiten
Druckraum über die Drosselverbindung, und zwar solange bis das
Gaswechselventil wieder vollständig schließt.
Schließt das Gaswechselventil korrekt, liegt jedoch Spiel
zwischen dem Ankerstößel und dem Gaswechselventil vor, wirkt
die Ventilfeder des Gaswechselventils nicht mehr auf den
zweiten Druckraum. Der Druck im zweiten Druckraum sinkt dadurch
unter den des ersten Druckraums, so daß das Rückschlagventil
gegen die Rückhaltefeder öffnet. Das Druckmedium strömt solange
vom ersten in den zweiten Druckraum, bis das Spiel ausgeglichen
ist. Dieser Ausgleich vollzieht sich über mehrere Arbeitsspiele
des Ventils.
Das Spielausgleichselement ist nur in eine Bohrung des Aktua
tors eingeschoben, so daß sich beide Teile gegeneinander
verschieben lassen und damit leicht zu montieren sind. Dadurch
wird der Aktuator während der Zeit, in der der Schließmagnet
betätigt wird, um das Gaswechselventil zu schließen, durch eine
Reaktionskraft in Richtung Gaswechselventil entlastet. Ferner
wirkt eine Reaktionskraft auf den Aktuator in Richtung Gaswech
selventil, sobald der Anker auf der Polfläche des Öffnungsma
gneten auftrifft. Durch die Entlastung des Aktuators wird
gleichzeitig das Spielausgleichselement entlastet, wodurch sich
dieses ausdehnt. Öffnet der Aktuator das Gaswechselventil,
entsteht eine entgegengesetzte Reaktionskraft, gegen die das
Spielausgleichselement entsprechend seiner Funktion sperrt und
nur langsam nachgeben kann. Dies hat zur Folge, daß sich das
Spielausgleichselement immer mehr ausdehnt und das Gaswechsel
ventil nicht mehr vollständig schließt. Es entsteht eine Art
Aufpumpeffekt. Neben der Gefahr, daß das Gaswechselventil nicht
richtig schließt und dabei verbrennt, hat der Schaltmagnet
einen erhöhten Energiebedarf, um den Anker aus einer außermit
tigen Lage anzuziehen. Ferner entsteht ein sogenannter Hubver
lust, indem sich der Aktuator während des Schließvorgangs
entgegen der Gaswechselventilbewegung verschiebt.
Aus der DE 296 04 946 U1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung
mit einem in einer Führung schwimmend gelagerten Aktuator
bekannt, der in einem Gehäuse zwei mit festem Abstand
zueinander angeordnete Schaltmagneten aufweist. Ein Anker ist
zwischen den Polflächen der Schaltmagneten gegen die Kraft von
Rückstellfedern hin- und herbewegbar geführt und steht mit
einem Schaft des Gaswechselventils in Wirkverbindung. Zwischen
Führung und Aktuator ist ein Spielausgleichselement vorgesehen,
durch das der Aktuator relativ zum Gaswechselventil verschieb
bar ist. Tritt Spiel zwischen den Polflächen der Schaltmagneten
und des Ankers auf, kann sich der Aktuator relativ zum Gaswech
selventil verschieben und das Spiel ausgleichen. Der Aktuator
kann sich, während das Gaswechselventil öffnet, entgegen der
Gaswechselventilbewegung verschieben, wodurch das Spielaus
gleichselement einen Aufpumpeffekt erfährt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur
Betätigung von Gaswechselventilen mit einem Spielausgleichsele
ment in der Art auszuführen, daß der Hubverlust, der Aufpumpef
fekt und die Schwingungen weitgehend vermieden werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An
spruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen
werden können.
Aus der DE 43 36 287 C1 ist zwar ebenfalls eine Arretiervor
richtung bei einer Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechsel
ventils für Brennkraftmaschinen bekannt, die Arretiervorrich
tung löst allerdings eine gänzlich andere Aufgabe, nämlich ohne Verwendung
eines Spielausgleichselementes den Ausgleich von
Längenänderungen im Ventiltrieb während des Ventilbetriebes zu erreichen.
Der Aktuator weist einen im Zylinderkopf fest angeordneten
Öffnungsmagneten und einen in axialer Richtung verschiebbaren
Schließmagneten auf. Der Schließmagnet ist im Zylinderkopf mit
einer Arretiervorrichtung fixierbar und wieder lösbar, d. h. der
Schließmagnet kann "nachgestellt" werden bzw. der Anker liegt
stets exakt an der Polfläche des Schließmagneten an. Da die
Vorrichtung weder einen schwimmend gelagerten Aktuator noch ein
Spielausgleichselement aufweist, ist der Druckschrift keine
Lösung hinsichtlich der Schwingungen des Aktuators und des
Aufpumpeffektes des Ausgleichselementes zu entnehmen.
Indem der erfindungsgemäße Aktuator während des Betriebs mit
einer Arretiervorrichtung in dem Bauteil fixierbar und wieder
lösbar ist, ist es möglich, den Aktuator nur in bestimmten
Zuständen, beispielsweise nur wenn Spiel vorhanden ist, oder in
bestimmten Bereichen des Bewegungszyklus des Gaswechselventils
zu lösen und anschließend wieder zu schließen. Vorhandenes
Spiel kann im geöffneten Zustand der Arretiervorrichtung und
somit bei verschiebbarem Aktuator ausgeglichen werden, und
anschließend können im fixierten Zustand des Aktuators ein
Hubverlust, ein Aufpumpeffekt und Schwingungen vermieden
werden.
Die Arretiervorrichtung kann über mehrere Zyklen des Gaswech
selventils geöffnet sein, um das Spiel auszugleichen, und
anschließend wieder geschlossen werden. Besonders vorteilhaft
ist es jedoch, wenn die Arretiervorrichtung während eines
Zyklus geschlossen und geöffnet und damit in jedem Zyklus Spiel
ausgeglichen werden kann.
Wird das Gaswechselventil geschlossen, zieht der Schließmagnet
den Anker an. Dabei wirkt auf den Aktuator ein Impuls entgegen
der Gaswechselventilbewegung, wodurch sich der Aktuator ver
schiebt und in erster Linie der Hubverlust und der Aufpumpef
fekt entstehen. Indem der Anker beim Öffnen auf die Polfläche
des Öffnungsmagneten auftrifft, werden zudem der Aufpumpeffekt,
der Hubverlust und insbesondere Schwingungen bei einer
Spielausgleichsfeder gefördert.
Ferner ergibt sich nur im geschlossenen Zustand des Gaswechsel
ventils das korrekte Längenmaß, um das sich das Spielausgleich
selement ausdehnen bzw. zusammenziehen muß, damit auf der einen
Seite das Gaswechselventil mit seinem Ventilteller sauber an
dem Ventilsitzring abdichtet und an der anderen Seite der Anker
exakt an der Polfläche des Schließmagneten zur Anlage kommt.
Von diesen Erkenntnissen ausgehend, wird in einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung die Arretiervorrichtung, kurz bevor
der Anker auf die Polfläche des Schließmagneten auftrifft,
geöffnet und, während der Anker an der Polfläche des Schließma
gneten anliegt oder kurz nachdem sich der Anker von der Polflä
che löst, wieder geschlossen. Der Aktuator ist über den größten
Bereich des Schließvorgangs, über den Öffnungsvorgang und
insbesondere, während der Anker auf die Polfläche des Öffnungs
magneten auftrifft, fixiert. Hubverlust, Aufpumpeffekt und
Schwingungen werden vermieden. Die Arretierung des Aktuators
wird ausschließlich kurzzeitig gelöst, um Spiel auszugleichen.
Um die Arretiervorrichtung möglichst flexibel, ohne Einfluß auf
die Funktion der Magnete bzw. auf die Ventilbewegung und
abhängig von einzelnen ausgewählten Parametern zu öffnen und zu
schließen, beispielsweise in Abhängigkeit eines vorhandenen Spiels,
wird vorgeschlagen, die Arretiervorrichtung über ein
separates Stellglied zu öffnen und zu schließen, das über einen
Sensor und/oder von einer Regeleinrichtung angesteuert werden
kann.
Vom konstruktiven Aufwand her kann es jedoch von Vorteil sein, die
Magnetkraft des Schließmagneten, des Öffnungsmagneten und/oder
die kinetische Energie des Ankers bzw. des Gaswechselventils zu
nutzen, um die Arretiervorrichtung zu öffnen und zu schließen. Der
Einsatz von elektronischen Sensoren und/oder Regelungseinrich
tungen ist möglich, diese können jedoch durch zahlreiche dem
Fachmann geläufige mechanische Auslösemechanismen teilweise
oder vollständig ersetzt werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie die daraus resultie
renden Vorteile sind der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh
rungsbeispielen zu entnehmen.
In der Beschreibung und in den Ansprüchen sind zahlreiche
Merkmale im Zusammenhang dargestellt und beschrieben. Der
Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln
betrachten und zu weiteren sinnvollen Kombinationen zusammen
fassen.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils,
der auf der abgewandten Seite des Gaswechselventils an
einem Spielausgleichselement abgestützt ist und
Fig. 2 einen Aktuator mit einer Spielausgleichsfeder als
Spielausgleichselement.
Fig. 1 zeigt einen Aktuator 2 zum Betätigen eines Gaswechsel
ventils 1, der in einem Bauteil 3 schwimmend gelagert ist. Der
Aktuator 2 ist zu der dem Gaswechselventil 1 abgewandten Seite
über ein Spielausgleichselement 28 an einem Deckel 22 abge
stützt. Um eine einfache Montage zu erreichen, wird das
Spielausgleichselement 28 vorzugsweise nur in Ausnehmungen 31,
32 im Deckel 22 und im Schließmagneten 6 eingelegt und kann
dadurch nur Druckspannungen aufnehmen.
Das Bauteil 3 ist meist ein Zylinderkopf, möglich ist jedoch
auch, daß der Aktuator 2 teilweise oder vollständig in einen
Aktuatorenträger eingesetzt ist. Der Aktuator 2 hat sowohl
einen Öffnungsmagneten 5 als auch einen Schließmagneten 6,
zwischen deren Polflächen 7, 8 ein Anker 9 axial zu einer
Ventilachse 10 verschiebbar angeordnet ist. Der Anker 9 trifft
wechselweise mit seinen Anlaufflächen 23, 24 auf die Polflächen
7, 8 auf und wird von den Magneten 5, 6 in zwei getrennten
Schaltpositionen gehalten.
Der Anker 9 ist auf einem Ankerstößel 11 befestigt oder mit
diesem einstückig ausgeführt, mit dem er auf einen Ventilschaft
12 des Gaswechselventils 1 wirkt. Möglich ist auch, daß der
Ventilschaft 12 und der Ankerstößel 11 einstückig ausgebildet
sind. Der Ventilschaft 12 ist in einer Ventilschaftführung 25
in Öffnungsrichtung 13 und in Schließrichtung 14 verschiebbar
gelagert. Ferner besitzt der Aktuator 2 ein Federsystem unter
halb des Öffnungsmagneten 5 mit einer unteren, in Schließrich
tung 14 wirkenden Ventilfeder 16 und mit einer oberen, in
Öffnungsrichtung 13 wirkenden Ventilfeder 15. Die Ventilfedern
15, 16 stützen sich jeweils an einer zur gemeinsamen Bewegung
mit dem Ankerstößel 11 bzw. Ventilschaft 12 verbundenen Feder
auflage 26, 27 ab. Zudem stützt sich die obere Ventilfeder 15
am Öffnungsmagneten 5 und die untere Ventilfeder 16 am Bauteil
3 ab.
Die Ventilfedern 15, 16 sind soweit vorgespannt, daß sich bei
unbestromten Schaltmagneten 5, 6 der Anker 9 auf eine annähernd
mittlere Position zwischen den Schaltmagneten 5, 6 einstellt
und unmittelbar vor der Schließstellung des Gaswechselventils 1
eine Restschließkraft der unteren Ventilfeder 16 und unmittel
bar vor der Öffnungsstellung eine Restöffnungskraft der oberen
Ventilfeder 15 vorhanden ist.
Wird der Aktuator 2 gestartet, wird entweder der Schließmagnet
6 oder der Öffnungsmagnet 5 übererregt oder der Anker 9 mit
einer Schwingungsroutine mit seiner Resonanzfrequenz angeregt,
um ihn zu einer Polfläche 7, 8 zu bewegen und dort zu halten.
In geschlossener Stellung des Gaswechselventils 1 liegt der
Anker 9 mit seiner ersten Anlauffläche 23 an der Polfläche 7
des bestromten Schließmagneten 6 an und wird von diesem gehal
ten. Der Schließmagnet 6 spannt die in Öffnungsrichtung 13
wirkende obere Ventilfeder 15 vor. Um das Gaswechselventil 1 zu
öffnen, wird der Schließmagnet 6 ausgeschaltet und der Öff
nungsmagnet 5 eingeschaltet. Die in Öffnungsrichtung 13 wirken
de Ventilfeder 15 beschleunigt den Anker 9 über die Gleichge
wichtslage hinaus, so daß dieser von dem Öffnungsmagneten 5
angezogen wird. Der Anker 9 trifft mit seiner zweiten Anlauf
fläche 24 auf die Polfläche 8 des Öffnungsmagneten 5 und wird
von diesem festgehalten. Um das Gaswechselventil 1 wieder zu
schließen, wird der Öffnungsmagnet 5 ausgeschaltet und der
Schließmagnet 6 eingeschaltet. Die in Schließrichtung 14
wirkende Ventilfeder 16 beschleunigt den Anker 9 über die
Gleichgewichtslage hinaus zum Schließmagneten 6. Der Anker 9
wird vom Schließmagneten 6 angezogen, trifft auf die Polfläche
7 des Schließmagneten 6 auf und wird von diesem festgehalten.
Mit dem Auftreffen des Ankers 9 trifft ein Ventilteller 29 auf
einen Ventilsitzring 30 auf und verschließt einen nicht näher
dargestellten Gaswechselkanal.
Tritt Spiel zwischen dem Ankerstößel 11 und dem Ventilschaft 12
auf, verschließt der Ventilteller 29 am Ventilsitzring 30 den
Gaswechselkanal, bevor die Anlauffläche 23 des Ankers 9 auf die
Polfläche 7 des Schließmagneten 6 trifft, und der Aktuator 2 wird
entsprechend im Bauteil 3 durch das Spielausgleichselement 28
verschoben.
Wird das Gaswechselventil 1 geschlossen, zieht der Schließma
gnet 6 den Anker 9 in Schließrichtung 14, wodurch auf den
Aktuator 2 eine Reaktionskraft in Öffnungsrichtung 13 wirkt,
die den Aktuator 2 verschiebt. Ferner entsteht ein Impuls auf
den Aktuator 2 in Öffnungsrichtung 13, wenn der Anker 9 auf die
Polfläche 8 des Öffnungsmagneten 5 auftrifft. Die Folge sind
ein Hubverlust und ein Aufpumpeffekt des Spielausgleichsele
ments 28. Um dies zu vermeiden, ist der Aktuator 2 erfindungs
gemäß während des Betriebs über eine Arretiervorrichtung 17 im
Bauteil 3 fixierbar und wieder lösbar.
Die Arretiervorrichtung 17 besitzt mehrere magnetisierbare
Hebel 18, 19, die jeweils mit einem Ende gelenkig am Schließma
gneten 6 befestigt sind und mit einem zweiten freien Ende mit
jeweils einer Feder 20, 21 gegen das Bauteil 3 gedrückt werden.
Der Aktuator 2 wird bei geschlossener Arretiervorrichtung 17
durch Reibschluß über die Hebel 18, 19 in dem Bauteil 3 gehal
ten. Der Vorteil des Reibschlusses ist, daß der Aktuator 2 mit
geringem konstruktivem Aufwand stufenlos im Bauteil 3 fixiert
werden kann. Möglich ist jedoch auch eine formschlüssige
Arretiervorrichtung, beispielsweise Hebel, die in Auskerbungen
greifen. Neben Hebeln 18, 19 können auch Schalenteile, Spann
bänder oder sonstige dem Fachmann geeignet erscheinende Bautei
le verwendet werden, die am
Bauteil 3, am Schließmagneten 6, oder am Öffnungsmagneten 5
befestigt sein können, um zwischen dem Aktuator 2 und dem Bauteil
3 einen Formschluß oder einen Reibschluß herzustellen. Möglich ist auch, den Öffnungsmagneten 5
oder den Schließmagneten 6 mit einem Medium zu umgeben, das
seine Viskosität abhängig von bestimmten Einflußgrößen verän
dert und dadurch den Aktuator 2 reibschlüssig im Bauteil 3
fixiert, wie beispielsweise ein Medium, das den Öffnungsmagne
ten 5 umgibt und fest wird, sobald das Magnetfeld des Öffnungs
magneten 5 auf das Medium wirkt.
Während das Gaswechselventil 1 öffnet und der Anker 9 auf
den Öffnungsmagneten 5 auftrifft, ist die Arretiervorrichtung
17 geschlossen. Wird das Gaswechselventil 1 geschlossen und
dabei der Schließmagnet 6 erregt, werden die Hebel 18, 19 mit
ihren freien Enden durch ein Streufeld des Schließmagneten 6 in
Richtung Aktuator 2 gezogen und der Reibschluß wird teilweise
oder vollständig gelöst. Die Hebel 18, 19 und die Federn 20, 21
sind so gewählt, daß infolge ihrer Massenträgheit der Reib
schluß soweit aufgehoben wird, daß ein Spielausgleich möglich
ist, kurz bevor der Anker 9 auf die Polfläche 7 des Schließma
gneten 6 trifft, jedoch kein Hubverlust und kein Aufpumpeffekt
mehr auftreten. Sobald der Schließmagnet 6 nicht mehr erregt
ist, werden die Hebel 18, 19 mit den Federn 20, 21 gegen das
Bauteil 3 gepreßt und damit die Arretiervorrichtung 17 ge
schlossen. Neben der Magnetkraft des Schließmagneten 6 kann
auch die kinetische Energie des Ankers 9 und des Gaswechselven
tils 1 genutzt werden, einen Reibschluß oder Formschluß kurz
vor der Schließstellung des Gaswechselventils 1 entsprechend
weit aufzuheben, um einen Spielausgleich zu ermöglichen,
beispielsweise indem der Anker 9 kurz vor der Polfläche 7 des
Schließmagneten 6 in einen Teil der Arretiervorrichtung einfä
delt und dabei den Reibschluß löst.
In Fig. 2 ist ein Aktuator 2 gezeigt, der sich anstatt an einem
Spielausgleichselement zwischen dem Deckel 22 und dem
Schließmagneten 6 an einem Spielausgleichselement 4 über den
Öffnungsmagneten 5 in Richtung Gaswechselventil 1 am Bauteil 3
abstützt. Das Spielausgleichselement 4 wird von einer Spielaus
gleichsfeder gebildet. Die restlichen Bauteile sind gleich wie
in Fig. 1. Tritt Spiel zwischen dem Anker 9 und dem Schließma
gneten 6 auf, verschiebt sich der Aktuator 2 entgegen der
vorgespannten Spielausgleichsfeder und gleicht das Spiel aus.
Die Ausführungen zu der Arretiervorrichtung 17 in Fig. 1 gelten
auch bei dieser Ausgestaltung. Ferner werden durch die Arre
tiervorrichtung 17 Schwingungen des Aktuators 2 vermieden.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils (1) für
Brennkraftmaschinen, mit einem elektromagnetischen Aktuator
(2), der schwimmend in einem Bauteil (3) gelagert ist und sich
an einem Spielausgleichselement (28) abstützt und einen Öff
nungsmagneten (5) und einen Schließmagneten (6) besitzt,
zwischen deren Polflächen (8, 7) ein Anker (9) axial zur
Ventilachse (10) verschiebbar angeordnet ist, der über einen
Ankerstößel (11) auf einen Ventilschaft (12) wirkt und mit
einer in Öffnungsrichtung (13) und einer in Schließrichtung
(14) auf das Gaswechselventil (1) wirkenden vorgespannten
Ventilfeder (15, 16), dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator
(2) während des Betriebs in dem Bauteil (3) mit einer Arretier
vorrichtung (17) fixierbar und wieder lösbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Aktuator (2) mit der Arretiervorrichtung (17) während eines
Zyklus des Gaswechselventils (1) fixierbar und wieder lösbar
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Arretiervorrichtung (17) kurz vor dem Auftreffen des Ankers (9)
auf die Polfläche (7) des Schließmagneten (6) öffnet und,
während der Anker (9) an der Polfläche (7) des Schließmagneten
(6) anliegt oder kurz nachdem sich der Anker (9) von der
Polfläche (7) löst, schließt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (17) über ein
separates Stellglied geöffnet und geschlossen wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (17) durch die
Magnetkraft des Schließmagneten (6) geöffnet oder des Öff
nungsmagneten (5) geschlossen wird.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (17) durch die
kinetische Energie des Ankers (9) bzw. des Gaswechselventils
(1) geöffnet und/oder geschlossen wird.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (17) reibschlüssig
arbeitet.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (17)
zumindest einen Hebel (18, 19) oder ein Schalenteil aufweist,
das mit einem Ende am Schließmagneten (6) gelenkig befestigt
und mit einem freien Ende mit einer Feder (20, 21) in Richtung
Bauteil (3) gedrückt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Aktuator (2) im Bereich des Schließmagneten (6) oder im Bereich
des Öffnungsmagneten (5) mit einem Medium umgeben ist, das eine
magnetisch beeinflußbare Viskosität hat.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Spielausgleichselement (4) eine
Spielausgleichsfeder ist (Fig. 2).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19737789A DE19737789C1 (de) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19737789A DE19737789C1 (de) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator |
Publications (1)
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---|---|
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1997
- 1997-08-29 DE DE19737789A patent/DE19737789C1/de not_active Expired - Fee Related
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