DE19755276A1 - Elektromagnetischer Aktuator zur Steuerung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Elektromagnetischer Aktuator zur Steuerung eines Gaswechselventils einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf einen
elektromagnetischen Aktuator zur Steuerung eines Gaswechselventils einer Brenn
kraftmaschine, mit einem zwischen hubbeabstandeten Schaltmagneten gegen die
Kraft von Ventil-Rückstellfedern oszillierend angeordneten Anker, der über einen
gesonderten Führungsstößel auf Anschlag mit dem Schaft des Gaswechselventils in
Antriebsverbindung steht, wobei in einer dem Öffnungs-Schaltmagneten ventilseitig
zugeordneten Führungseinrichtung zwischen dem Führungsstößel und dem Schaft
des Gaswechselventils eine ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement auf
nehmende Büchse hubbeweglich geführt angeordnet ist.
Ein derart gestalteter elektromagnetischer Aktuator mit einem zwischen dem Anker-Führungs
stößel und dem Schaft des Gaswechselventils angeordneten hydrauli
schen Ventilspiel-Ausgleichselement wurde bereits vorgeschlagen und zwar in der
deutschen Patentanmeldung 196 24 296.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Aktuator derart
weiterzubilden, daß ein Gaswechselventil in seiner Schließstellung gesteuert
blockierbar ist.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, daß die das Ventil
spiel-Ausgleichselement aufnehmende Büchse Teil einer in Schließposition des
Gaswechselventils gesteuert wirksamen Arretiervorrichtung ist.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Weiterbildung ist die Möglichkeit einer klein
bauenden Arretiervorrichtung zur Schließhalterung des jeweiligen Gaswechsel
ventils.
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Weiterbildung ist das hydraulische Ventil
spiel-Ausgleichselement mit seinem Aktivkolben ventilschaftseitig in der Büchse
angeordnet, wobei im führungsstößelseitigen Boden der Büchse sowie in der Füh
rungseinrichtung fluchtend angeordnete Ausnehmungen der Anordnung und der
gesteuerten Verlagerung eines gegen eine Rückstellkraft verlagerbaren Sperr
bolzens dienen.
Mit dieser Anordnung ist in vorteilhaft bekannter Weise einerseits die hydraulische
Versorgung des Ausgleichselementes sichergestellt und andererseits die Möglich
keit eröffnet, über die Gestaltung des Büchsen-Bodens eine jeweils vorteilhafte Ar
retiervorrichtung vorzusehen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Weiterbildung umfaßt
die Arretiervorrichtung einen hydraulisch beaufschlagt gesteuerten Sperrbolzen,
wobei zur Erzielung eines vereinfachten Aufbaues die Arretiervorrichtung und das
hydraulische Ausgleichselement gemeinsam aus einer hydraulischen Quelle wie
beispielsweise einem Hydraulikkanal versorgt sein können.
In weiterer Ausgestaltung ist der Aufbau zusätzlich dadurch vereinfacht, daß ein
Sperrbolzen über die Vorratskammer des Ausgleichselementes hydraulisch beauf
schlagt ist.
Gemäß weiteren Vorschlägen kann der Sperrbolzen mit einer die Rückstellkraft be
wirkenden Zugfeder oder mit einem von einer Druckfeder beaufschlagten Rückstell
kolben jeweils in Antriebsverbindung stehen.
Zur Erzielung einer einfachen Montage mit sicherer Verbindung der Hydraulikkanäle
ist die Führungseinrichtung an einem den Öffnungs-Schaltmagneten aufnehmenden
Gehäuse angeordnet.
Schließlich ist die Erfindung nicht auf eine Arretiervorrichtung mit einem hydraulisch
beaufschlagten Sperrbolzen beschränkt, sie kann auch einen elektromagnetisch
betätigten Sperrbolzen umfassen. Abschließend ist darauf hingewiesen, daß aus der
DE-A 37 39 775 für eine gattungsfremde Ventilbetätigung ein hydraulisch wirksamer
Sperrbolzen zur Halterung eines Gaswechselventils in seiner Schließstellung be
kannt ist und aus der DE-C 5 52 942 ein gattungsfremdes, elektromagnetisch ge
steuertes Ventil bekannt ist, das zur Arretierung in unterschiedlichen Höhenlagen
jeweils über einen elektromagnetisch betätigten Sperrbolzen gesichert ist.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es zeigen
Fig. 1
und 2 jeweils einen elektromagnetischen Aktuator mit einem in einer Füh
rungseinrichtung angeordneten HVA, jeweils kombiniert mit einer Ar
retiervorrichtung mit einem außen beaufschlagten oder mit einem in
nen beaufschlagten, hydraulisch verstellbaren Sperrbolzen,
Fig. 3
und 4 jeweils einen elektromagnetischen Aktuator mit einem in einer Füh
rungseinrichtung beweglich angeordneten HVA, kombiniert jeweils mit
einer Arretiervorrichtung mit-hydraulisch beaufschlagten Sperrbolzen,
die gegen federbelastete Rückstellkolben wirken.
Ein elektromagnetischer Aktuator 1 zur Steuerung eines Gaswechselventils 2 einer
nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine 3 ist mit einem zwischen hubbeab
standeten Schaltmagneten 4 und 5 gegen die Kraft von Ventil-Rückstellfedern 6 und
7 oszillierend angeordneten Anker 8 ausgerüstet, der über einen gesonderten Füh
rungsstößel 9 mittelbar auf Anschlag mit dem Schaft 10 des Gaswechselventils 2 in
Antriebsverbindung steht.
Zur baulich einfachen, spielfreien Längenkompensation in der relativen Zuordnung
von Gaswechselventil 2 und Aktuator 1 ist ein hydraulisches Ventilspiel-Aus
gleichselement 11 in einer dem Öffnungs-Schaltmagneten 5 ventilseitig zugeordne
ten Führungseinrichtung 12 zwischen dem Führungsstößel 9 und dem Schaft 10 des
Gaswechselventils 2 hubbeweglich geführt angeordnet.
Diese Anordnung ist dadurch erweitert, daß eine das Ventilspiel-Ausgleichselement
11 aufnehmende Büchse 13 in der Führungseinrichtung 12 geführt angeordnet ist,
wobei die Büchse 13 erfindungsgemäß ferner Teil einer in Schließposition des Gas
wechselventils 2 gesteuert wirksamen Arretiervorrichtung 14 ist.
Für sämtliche in den Fig. 1 mit 4 dargestellten Ausführungsbeispiele gilt jeweils,
daß das hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselement 11 mit seinem Aktivkolben 15
ventilschaftseitig in der Büchse 13 angeordnet ist und daß im führungsstößelseitigen
Boden 16 der Büchse 13 sowie in der Führungseinrichtung 12 fluchtend angeord
nete Ausnehmungen 17 und 18 der Anordnung und der gesteuerten Verlagerung
eines gegen eine Rückstellkraft verlagerbaren Sperrbolzens 19 dienen.
Weiter gilt für sämtliche Ausführungsbeispiele, daß die jeweilige Arretiervorrichtung
14 vorzugsweise einen hydraulisch beaufschlagt gesteuerten Sperrbolzen 19 um
faßt, wobei zur Erzielung eines einfachen Aufbaues die Arretiervorrichtung 14 und
das hydraulische Ausgleichselement 11 jeweils gemeinsam aus einer hydraulischen
Quelle über eine gemeinsame Zuleitung 20 versorgt sind.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der in der Führungseinrichtung 12 in Ausgangslage
angeordnete Sperrbolzen 19 gegen die Rückstellkraft einer Rückzugfeder 21 hy
draulisch in die Ausnehmung 18 im Boden 16 der Büchse 13 verlagerbar angeord
net zur Arretierung des Gaswechselventils 2 in seiner gezeigten Schließstellung.
In der Ausführung gemäß Fig. 2 ist der Sperrbolzen 19 in der Ausnehmung 18 im
Boden 16 der Büchse 13 in Ausgangsstellung angeordnet, wobei der von einer
Zugfeder in Ausgangsstellung im Boden 16 der Büchse 13 gehaltene Sperrbolzen
19 über die Vorratskammer 22 des Ausgleichselementes 11 hydraulisch beauf
schlagt ist zum Eintauchen in die Ausnehmung 17 in der Führungseinrichtung 12 zur
Arretierung des Gaswechselventils 2 in seiner Schließstellung.
Bei der Arretiervorrichtung 14 gemäß Fig. 3 wirkt der in der Führungseinrichtung
12 in Ausgangslage angeordnete Sperrbolzen 19 mit einem von einer Druckfeder 23
beaufschlagten und in der Ausnehmung 18 im Boden 16 der Büchse 13 angeord
neten Rückstellkolben 24 zusammen.
Bei dem Aktuator 1 der Fig. 4 weist die Arretiervorrichtung 14 einen in der Aus
nehmung 17 in der Führungseinrichtung 12 angeordneten, von einer Druckfeder 23
beaufschlagten Rückstellkolben 24 auf, der mit einem in der Ausnehmung 18 im
Boden 16 der Büchse 13 angeordneten Sperrbolzen 19 zusammenwirkt, der über
die Vorratskammer 22 des Ausgleichselementes 11 hydraulisch beaufschlagt ist.
Zur Erzielung einer einfachen Montage des Aktuators 1 in der Brennkraftmaschine 3
mit sicherer Zuordnung der in der Führungseinrichtung 12 angeordneten Hydraulik
kanäle zur gemeinsamen Hydraulikzuleitung 20 ist die Führungseinrichtung 12 an
einem den Öffnungs-Schaltmagneten 5 aufnehmenden Gehäuse 25 angeordnet.
Diese Anordnung kann ein- oder mehrteilig sein.
Zur Arretierung des über den Aktuator 1 betätigten Gaswechselventils 2 in seiner
Schließstellung wird beim Abschalten der Brennkraftmaschine 3 die Schließspule 4
bestromt, um das Gaswechselventil 2 in die Schließstellung zu bringen. Zur Auslö
sung der Arretierung mittels des hydraulisch beaufschlagten Sperrbolzens 19 kann
bei stillstehender Ölpumpe der Brennkraftmaschine 3 der erforderliche Hydraulik
druck einem gesteuert zugeschalteten Druckspeicher entnommen sein, um den
Sperrbolzen 19 gegen eine jeweilige Rückstellkraft in Sperrstellung zu bringen, wo
bei die das hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselement 11 aufnehmende Büchse 13
mit ihrer am Gehäuse 25 des Öffnungs-Schaltmagneten 5 angeordneten Führungs
einrichtung 12 verblockt ist. Anschließend ist die Bestromung des Schließ-Schalt
magneten 4 beendet, wobei der Sperrbolzen über die Öffnungsfeder 6 in seiner
Sperrstellung geklemmt ist gegen die Wirkung der jeweiligen Rückstellkraft bei ab
gefallenem Hydraulikdruck.
Beim Starten der Brennkraftmaschine 3 wird der Schließ-Schaltmagnet 4 wieder
bestromt, wodurch das Klemmen des Sperrbolzens 19 aufgehoben wird und dieser
über die jeweilige Rückstellkraft in seine Ausgangsstellung verlagert ist.
Die erfindungsgemäße Kombination einer mit einem hydraulischen Ventilspiel-Aus
gleichselement 11 bzw. HVA ausgerüsteten Büchse 13 mit einer Arretiervorrichtung
14 hat zum einen den Vorteil, daß das hydraulische Ausgleichselement 11 bei ab
gestellter Brennkraftmaschine 3 nicht zusammengedrückt wird und somit beim Start
der Brennkraftmaschine 3 im wesentlichen voll gefüllt seine Funktion als Spielaus
gleichselement ohne akustische Nachteile erfüllt. Zum anderen ist der Start des Ak
tuators 1 aus der Ventil-Schließposition deutlich einfacher, schneller und mit weniger
Energieaufwand möglich gegenüber dem Anschwingen aus der Mittellage des
Ankers 8 zwischen den Schaltmagneten 4 und 5.
Die Arretiervorrichtung kann auch einen elektromagnetisch betätigten Sperrbolzen
umfassen, um jedenfalls mit geschlossenen Ventilen 2 eine Bremswirkung der
Brennkraftmaschine 3 für ein nicht gezeigtes Fahrzeug zu erzielen.
Claims (9)
1. Elektromagnetischer Aktuator zur Steuerung eines Gaswechselventils einer
Brennkraftmaschine,
- - mit einem zwischen hubbeabstandeten Schaltmagneten (4, 5) gegen die Kraft von Ventil-Rückstellfedern (6, 7) oszillierend angeordneten Anker (8), der
- - über einen gesonderten Führungsstößel (9) auf Anschlag mit dem Schaft (10) des Gaswechselventils (2) in Antriebsverbindung steht, wobei
- - in einer dem Öffnungs-Schaltmagneten (5) ventilseitig zugeordneten Führungseinrichtung (12) zwischen dem Führungsstößel (9) und dem Schaft (10) des Gaswechselventils (2) eine ein hydraulisches Ventil spiel-Ausgleichselement (11) aufnehmende Büchse (13) hubbeweg lich geführt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Büchse ferner Teil einer in Schließposition des Gaswechsel ventils (2) gesteuert wirksamen Arretiervorrichtung (14) ist.
2. Aktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- - daß das hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselement (11) mit seinem Aktivkolben (15) ventilschaftseitig in der Büchse (13) angeordnet ist, und
- - daß im führungsstößelseitigen Boden (16) der Büchse (13) sowie in der Führungseinrichtung (12) fluchtend angeordnete Ausnehmungen (17, 18) der Anordnung und der gesteuerten Verlagerung eines ge gen eine Rückstellkraft verlagerbaren Sperrbolzens (19) dienen.
3. Aktuator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Arretiervorrichtung (14) einen hydraulisch beaufschlagt ge steuerten Sperrbolzen (19) umfaßt, wobei
- - die Arretiervorrichtung (14) und das hydraulische Ausgleichselement (11) gemeinsam aus einer hydraulischen Quelle (Zuleitung 20) ver sorgt sein können.
4. Aktuator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbolzen
(19) über die Vorratskammer (22) des Ausgleichselementes (11) hydraulisch
beaufschlagt ist.
5. Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sperrbolzen (19) mit einer die Rückstellkraft bewirkenden Zugfeder (21)
in Antriebsverbindung steht.
6. Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sperrbolzen (19) mit einem von einer Druckfeder (23) beaufschlagten
Rückstellkolben (24) in Antriebsverbindung steht.
7. Aktuator nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungseinrichtung (12) an einem den Öffnungs-Schaltmagneten (5) auf
nehmenden Gehäuse (25) angeordnet ist.
8. Aktuator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretier
vorrichtung einen elektromagnetisch betätigten Sperrbolzen umfaßt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19755276A DE19755276A1 (de) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | Elektromagnetischer Aktuator zur Steuerung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19755276A DE19755276A1 (de) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | Elektromagnetischer Aktuator zur Steuerung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19755276A1 true DE19755276A1 (de) | 1999-06-17 |
Family
ID=7851694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19755276A Withdrawn DE19755276A1 (de) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | Elektromagnetischer Aktuator zur Steuerung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
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