DE19836562A1 - Pneumatic end-point damping for combustion engines - Google Patents

Pneumatic end-point damping for combustion engines

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DE19836562A1
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armature
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Andreas Kappel
Randolf Mock
Hans Meixner
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Siemens AG
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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Abstract

The damping system comprises an anchor (1) which is located displaceably within a housing chamber (2) filled with gas (G). The anchor divides the chamber into upper and lower chambers (21,22), whereby the speed of the anchor can be reduced. A residual volume (VR) of the corresponding chamber remains when the anchor contacts an upper or lower terminal plate (3,4). Gas which is throttled between the upper and lower chamber can be exchanged. A throttled exchange of gas is carried out by a radial clearance (5) between the housing (20) and the anchor or by at least one connection line (6,7) through the housing or the anchor, or by a combination of these measures. Fired coils (11) of electromagnet are arranged in the housing (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, eine Verwendung der­ selben und ein Verfahren zur Dämpfung einer Endlage eines An­ kers.The invention relates to a device, a use of the same and a method for damping an end position of an kers.

Einlaßventil und Auslaßventil eines Verbrennungsmotors werden üblicherweise über Nocken oder Stößel mechanisch zwangsge­ steuert. Der Öffnungsbeginn und der Öffnungshubverlauf sind durch die jeweilige Nockenkontur und Phasenlage der Nocken­ welle in Bezug auf die Kurbelwelle fest vorgegeben und können im Betrieb - mit Ausnahme einiger neuerer Entwicklungen wie der hydraulischen Nockenwellenverstellung - im allgemeinen nicht verändert werden.Intake valve and exhaust valve of an internal combustion engine usually mechanically zwangsge via cams or tappets controls. The opening start and the opening stroke course are due to the respective cam contour and phase position of the cams shaft with respect to the crankshaft and can in operation - with the exception of some recent developments such as hydraulic camshaft adjustment - in general cannot be changed.

Zur Verbreiterung des Drehmomentbandes und zur Entdrosselung des Ansaugtraktes ist eine von der Phasenlage der Kurbelwelle unabhängige Steuerung des Ein- bzw. Auslaßzeitpunktes sowie der Öffnungsdauer wünschenswert. Prinzipiell läßt sich dies mit Hilfe eines kennfeldgesteuerten elektromagnetischen Ven­ tilantriebs erreichen. Eines der in diesem Zusammenhang zu lösenden Probleme besteht in der Endlagendämpfung des Ventil­ ankers auf eine Geschwindigkeit von weniger als 0,05 m/s.For widening the torque band and for dethrottling of the intake tract is one of the phase position of the crankshaft independent control of the intake and exhaust timing as well the opening time is desirable. In principle, this can be done with the help of a map-controlled electromagnetic Ven reach the valve drive. One of those related to that solving problems lies in the end position damping of the valve anchors at a speed of less than 0.05 m / s.

Bisher wird die Aufsetzgeschwindigkeit des Ankers durch eine Absenkung des Erregerstroms kurz vor dem Aufsetzen des Ankers auf einen Wert um 1 m/s verringert. Dies ist aber im Hinblick auf eine zu erreichende Geräuschemission und einen wünschens­ wert geringen Verschleiß immer noch zu hoch.So far, the speed of the anchor is a Reduction of the excitation current shortly before the armature touches down reduced to a value of 1 m / s. But this is in view on a noise emission to be achieved and a wish worth low wear is still too high.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglich­ keit zur Endlagendämpfung auf Geschwindigkeiten von kleiner als 0,05 m/s bereitzustellen. The object of the present invention is one possible End cushioning at speeds of less to be provided as 0.05 m / s.  

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 15 gelöst.This object is achieved by the features of claims 1 and 15 solved.

Die Idee der Erfindung basiert darauf, eine pneumatische End­ lagendämpfung einzuführen. Dazu wird ein Anker - wie ein Kol­ ben - in einer mit Gas gefüllten Gehäusekammer verschiebbar angeordnet. Das Gas kann entweder ein reines Gas oder ein Gasgemisch, bevorzugterweise Luft, sein. Durch den Anker wird die Gehäusekammer in eine obere und eine untere Kammer aufgeteilt. Bei einer Verschiebung des Ankers in eine Rich­ tung, beispielsweise in Richtung der oberen Kammer, wird das Volumen einer Kammer verringert, hier der oberen Kammer, und entsprechend das Volumen der jeweils anderen Kammer vergrö­ ßert. Dadurch werden die in den jeweiligen Kammern einge­ schlossenen Gasmengen wechselseitig komprimiert und expan­ diert. Dies führt zu einer Gegenkraft auf den Anker, die die­ sen vor dem Erreichen seiner Endlage nahezu vollständig ab­ bremst.The idea of the invention is based on a pneumatic end position damping. For this, an anchor - like a col ben - slidable in a gas-filled housing chamber arranged. The gas can either be a pure gas or a Gas mixture, preferably air. By the anchor the housing chamber becomes an upper and a lower chamber divided up. When the anchor is moved in one direction tion, for example in the direction of the upper chamber, it will Volume of a chamber reduced, here the upper chamber, and increase the volume of the other chamber accordingly eats. This will turn them into the respective chambers closed gas quantities are mutually compressed and expan dated. This leads to a counterforce on the anchor, which the sen almost completely before reaching its end position brakes.

Zur Vermeidung eines oszillatorischen Verhaltens des Ankers in der Endlage wird die pneumatische Endlagendämpfung vor­ teilhafterweise durch ein definiertes Entweichen bzw. Über­ strömen des komprimierten Gases aperiodisch abgestimmt. Zur Abstimmung der Endlagendämpfung kann auch ein definiertes Restvolumen der oberen bzw. der unteren Kammer vorgesehen sein.To avoid oscillatory behavior of the armature In the end position, the pneumatic end position damping is provided partly by a defined escape or over flow of the compressed gas tuned aperiodically. For Adjustment of the end position damping can also be a defined one Residual volume of the upper or lower chamber provided his.

Das definierte Entweichen bzw. Überströmen des Gases aus den Kammern kann beispielsweise durch einen Ringspalt zwischen Gehäuse und Anker realisiert werden, über den das Gas zwi­ schen oberer Kammer und unterer Kammer austauschbar ist. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung gedrosselter Verbindungsleitungen, entweder zwischen den Kammern oder zwi­ schen den Kammern und dem Außenraum.The defined escape or overflow of the gas from the For example, chambers can be formed by an annular gap between Housing and armature are realized, through which the gas between upper chamber and lower chamber is interchangeable. A Another option is to use throttled Connection lines, either between the chambers or between between the chambers and the outside.

In den folgenden Ausführungsbeispielen wird die pneumatische Endlagendämpfung schematisch näher beschrieben. In the following embodiments, the pneumatic End position damping is described schematically in more detail.  

Fig. 1 zeigt eine pneumatische Endlagendämpfung bei einem Einsatz in einem Ventilsystem, Fig. 1 shows a pneumatic cushioning when used in a valve system,

Fig. 2 zeigt das Wirkprinzip pneumatischen Endlagendämpfung, Fig. 2 shows the operating principle of pneumatic cushioning,

Fig. 3 zeigt den Druckverlauf in Abhängigkeit der Verschiebung des Ankers einer pneumatischen Endlagendämpfung nach Fig. 2, Fig. 3 shows the pressure profile in dependence of the displacement of the armature of a pneumatic end position damping according to Fig. 2,

Fig. 4 zeigt mehrere Möglichkeiten der Gassteuerung einer pneumatischen Endlagendämpfung. Fig. 4 shows several options for gas control of a pneumatic end position damping.

Fig. 1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht den Aufbau eines elektromagnetischen Ventilantriebs unter Verwen­ dung einer pneumatischen Endlagendämpfung. Fig. 1 shows a sectional side view of the structure of an electromagnetic valve drive using a pneumatic end position damping.

In einem Gehäuse 20 ist eine Gehäusekammer 2 eingelassen, die mit einem Gas G gefüllt ist. Der Anker 1 wird durch einen zentriert durch das Gehäuse geführten Stößel 8 geführt. Die dem Anker 1 gegenüberliegende Fläche der oberen Kammer 21 wird als obere Polplatte 3 bezeichnet, entsprechend wird die dem Anker 1 gegenüberliegende Fläche der unteren Kammer 22 als untere Polplatte 4 bezeichnet. Durch im Gehäuse 20 ange­ ordnete Feldspulen 11 und dem Gehäuse 20 wird ein Elektromag­ net gebildet. Das Gehäuse 20 wird extern gehalten.A housing chamber 2 , which is filled with a gas G, is let into a housing 20 . The armature 1 is guided by a plunger 8 guided through the center of the housing. The surface of the upper chamber 21 opposite the armature 1 is referred to as the upper pole plate 3 , and accordingly the surface of the lower chamber 22 opposite the armature 1 is referred to as the lower pole plate 4 . By arranged in the housing 20 field coils 11 and the housing 20 , an electromag net is formed. The housing 20 is held externally.

Zur mechanischen Rückstellung und zur Definition der Neu­ tralposition des Ankers 1 in der Mitte zwischen den beiden Polplatten 3, 4 befinden sich oberhalb und am unteren Teil 82 des Stößels 8 Druckfedern 12. Die am oberen Teil 81 des Stößels 8 angebrachte Druckfeder 12 wird extern gehalten, und zwar am gleichen Bauteil wie das Gehäuse 20, z. B. einem Rah­ men (ohne Abbildung). Ein am unteren Teil 82 des Stößels 8 ange­ brachter Hydrostößel 13 dient dem Ausgleich thermischer Län­ genänderungen.For mechanical resetting and for defining the neutral position of the armature 1 in the middle between the two pole plates 3 , 4 there are 8 compression springs 12 above and on the lower part 82 of the plunger. The attached to the upper part 81 of the plunger 8 compression spring 12 is held externally, on the same component as the housing 20 , for. B. a frame men (not shown). A at the lower part 82 of the plunger 8 brought hydraulic tappet 13 is used to compensate thermal changes Län gene changes.

Beim Starten des Ventilantriebs wird dieser zunächst durch eine entsprechende Bestromung von Feldspulen 11 harmonisch angeregt, bis der Anker 1 eine der Polplatten 3, 4 berührt. Hierdurch wird das Ventil in eine definierte Stellung (geschlossen oder offen) gebracht. Durch eine wechselseitige Bestromung der Feldspulen 11 kann der Anker 1 zwischen einer Position an der oberen Polplatte 3 und der unteren Polplatte 4 geschaltet werden. Aus energetischen Gründen wird der Hal­ testrom der Feldspulen 11 in einer Endposition des Ankers 1 stark abgesenkt.When the valve drive is started, it is first excited harmonically by a corresponding energization of field coils 11 until the armature 1 touches one of the pole plates 3 , 4 . This brings the valve to a defined position (closed or open). By alternately energizing the field coils 11 , the armature 1 can be switched between a position on the upper pole plate 3 and the lower pole plate 4 . For energetic reasons, the Hal testrom of the field coils 11 is greatly reduced in an end position of the armature 1 .

Wird nun beispielsweise der Anker 1 nach oben bewegt, so kom­ primiert er das Volumen des Gases G in der oberen Kammer 21 und erhöht dort den Druck. Gleichzeitig wird in der unteren Kammer 22 der Druck erniedrigt. Hauptsächlich durch den er­ höhten Druck in der oberen Kammer 21 wird eine zur Bewegungs­ richtung des Ankers 1 entgegengesetzt gerichtete Kraft auf diesen ausgeübt, die den Anker 1 abbremst.If, for example, the armature 1 is now moved upward, it compresses the volume of the gas G in the upper chamber 21 and increases the pressure there. At the same time, the pressure in the lower chamber 22 is reduced. Mainly by the increased pressure in the upper chamber 21 , a force directed in the opposite direction to the movement of the armature 1 is exerted thereon, which brakes the armature 1 .

Das hier dargestellte ungedämpfte Ventilsystem stellt ein schwingfähiges mechanisches System mit der Eigenfrequenz
The undamped valve system shown here represents an oscillatory mechanical system with the natural frequency

mit c: Federsteifigkeit von Gasvolumina und Druckfedern 12 und m: träge Masse, dar.with c: spring stiffness of gas volumes and compression springs 12 and m: inertial mass.

Weil ein Großteil der Bewegungsenergie an den Extremalposi­ tionen des Ankers 1 in Kompressionsarbeit gespeichert ist, erfolgt trägheitsbedingt ein unerwünschtes Zurückprellen, bzw. ein oszillatorisches Verhalten des Ankers 1, welches durch Einführung einer Endlagendämpfung wirksam verhindert werden muß.Because a large part of the kinetic energy at the extreme positions of the armature 1 is stored in compression work, there is an undesired bouncing back due to inertia, or an oscillatory behavior of the armature 1 , which must be effectively prevented by introducing end position damping.

Für die Funktion der pneumatischen Endlagendämpfung ist es vorteilhaft, wenn die Dämpfungswirkung erst kurz vor dem Auf­ setzen des Ankers 1 auf den Polplatten 3, 4 einsetzt, dann aber möglichst progressiv. Die angestrebte kurze Schaltzeit des Ventilsystems aus Fig. 1 im Bereich einiger Millisekun­ den wäre bei einer global wirkenden Dämpfung, wie sie durch Füllen der oberen Kammer 21 und unteren Kammer 22 mit bei­ spielsweise einem Öl wirksam würde, nicht erreichbar. For the function of the pneumatic end position damping, it is advantageous if the damping effect only begins shortly before the armature 1 is set on the pole plates 3 , 4 , but then as progressively as possible. The desired short switching time of the valve system from FIG. 1 in the range of a few milliseconds would not be achievable with a globally acting damping, as would be effective by filling the upper chamber 21 and lower chamber 22 with an oil, for example.

Allgemein wird bei einem gedämpften System von Federn und Massen in Abhängigkeit vom Dämpfungsparameter zwischen den Grenzfällen einer unterkritischen, aperiodischen und überkri­ tischen Dämpfung unterschieden. Für das hier dargestellte Ventilsystem wird die pneumatische Endlagendämpfung bevorzugt aperiodisch abgestimmt, was sich durch eine definierte Un­ dichtigkeit realisieren läßt, durch die das komprimierte Gas G entweichen kann.In general, with a damped system of springs and Masses depending on the damping parameter between the Borderline cases of a subcritical, aperiodic and supercritical table damping differentiated. For what is shown here Pneumatic end position damping is preferred for the valve system aperiodically coordinated, which is defined by a defined Un tightness can be realized through which the compressed gas G can escape.

Bei einem Druckunterschied zwischen der oberen Kammer 21 und der unteren Kammer 22 wird dies mittels eines Ringspaltes 5 erreicht, durch den Gas G zwischen den Kammern 21, 22 ent­ sprechend dem Druckgefälle ausgetauscht wird. Dadurch wird die Schwingung des Ankers 1 aperiodisch gedämpft, so daß keine unerwünschten Schwingungen im Endlagenbereich auftre­ ten.At a pressure difference between the upper chamber 21 and the lower chamber 22 , this is achieved by means of an annular gap 5 through which gas G between the chambers 21 , 22 is exchanged accordingly the pressure drop. As a result, the vibration of the armature 1 is damped aperiodically, so that no undesirable vibrations occur in the end position range.

Durch die Bewegung des Ankers 1 wird über den unteren Teil 82 des Stößels 8 die Position eines Dichtelementes 15 auf einer Mündung des Ventils gesteuert, beispielsweise zur Steuerung eines Einlaß- oder Auslaßventils eines Verbrennungsmotors. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf einen Anwen­ dungsbereich eingeschränkt. So kann sie auch in einem Fluid- Einspritzer verwendet werden.The position of a sealing element 15 on an opening of the valve is controlled by the movement of the armature 1 via the lower part 82 of the tappet 8 , for example for controlling an intake or exhaust valve of an internal combustion engine. The invention is of course not limited to an application range. So it can also be used in a fluid injector.

Es ist aus Gründen des Einbaus eines Bauteils vorteilhaft, wenn die Grundfläche des Ankers 1 rechteckig ist. Es kann aber auch eine quadratische, ovale oder rund Grundfläche ver­ wendet werden.For reasons of installing a component, it is advantageous if the base area of the armature 1 is rectangular. A square, oval or round base can also be used.

Fig. 2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht das Wirkprinzip der pneumatischen Endlagendämpfung ohne Gasaus­ gleich, aber mit optionalem Restvolumen VR. Der Anker 1 liegt auf der unteren Polplatte 4 auf. Das in der unteren Kammer 22 verbliebene Gas G ist auf ein Restvolumen VR begrenzt, bei­ spielsweise durch Bildung einer Aussparung an der unteren Kammer 22. Der Abstand des Ankers 1 von der oberen Polplatte 3 entspricht der Kammerhöhe h. Die druckwirksame Fläche des Ankers 1 wird mit A bezeichnet, sie entspricht der Grundflä­ che des Ankers 1 abzüglich der vom oberen Teil 81 des Stößels 8 verwendeten Teilfläche. Auch an der oberen Kammer ist op­ tional eine Aussparung mit dem Volumen VR eingebracht. Der Druck in der oberen Kammer 21, die zusammengepreßt wird, wird mit P+ bezeichnet, wobei x den Verschiebeweg des Ankers 1 be­ zeichnet. Analog wird mit P- der Druck in der unteren Kammer 22 bezeichnet. Fig. 2 shows a sectional side view of the principle of action of the pneumatic end position damping without gas compensation, but with an optional residual volume VR. The armature 1 rests on the lower pole plate 4 . The gas G remaining in the lower chamber 22 is limited to a residual volume VR, for example by forming a recess in the lower chamber 22 . The distance of the armature 1 from the upper pole plate 3 corresponds to the chamber height h. The pressure-effective surface of the armature 1 is designated A, it corresponds to the base surface of the armature 1 minus the partial surface used by the upper part 81 of the plunger 8 . A recess with the volume VR is also optionally made in the upper chamber. The pressure in the upper chamber 21 , which is pressed together, is denoted by P +, where x denotes the displacement of the armature 1 be. Analogously, P- denotes the pressure in the lower chamber 22 .

Im Betrieb wird der Anker bei der Bewegung von der unteren Polplatte 4 zur oberen Polplatte 3 den Bereich 0 ≦ x ≦ h durchlaufen.In operation, the armature passes through the area 0 ≦ x ≦ h during the movement from the lower pole plate 4 to the upper pole plate 3 .

Der Druck P+ bzw. P- in der oberen Kammer 21 bzw. in der un­ teren Kammer 22 läßt sich in Abhängigkeit von x beschreiben als
The pressure P + or P- in the upper chamber 21 or in the lower chamber 22 can be described as a function of x as

mit P0: Ausgangsdruck des Gases G in der Gehäusekammer 2 und A: druckbeaufschlagte Fläche des Ankers 1 in einer Kammer 21, 22. P+ in obiger Gleichung beschreibt den Druckanstieg in der oberen Kammer 21 bei adiabatischer Kompression, P- die Druckerniedrigung in der unteren Kammer 22 bei Expan­ sion.with P0: outlet pressure of the gas G in the housing chamber 2 and A: pressurized surface of the armature 1 in a chamber 21 , 22 . P + in the above equation describes the pressure increase in the upper chamber 21 with adiabatic compression, P- the pressure decrease in the lower chamber 22 with expansion.

In Fig. 3a ist der Druck P+ in der oberen Kammer 21 in Ab­ hängigkeit vom Verschiebeweg x aufgetragen. Bei fehlendem Restvolumen, VR = 0, erkennt man einen sehr starken Druckan­ stieg von P+ mit steigendem x. Bei VR < 0 ergibt sich immer noch ein Druckanstieg, der bei x = h endlich ist.In Fig. 3a, the pressure P + is plotted in the upper chamber 21 as a function of the displacement path x. If there is no residual volume, VR = 0, a very strong increase in pressure from P + can be seen with increasing x. At VR <0 there is still an increase in pressure, which is finite at x = h.

Fig. 3b zeigt analog zur Fig. 3a den Druckabfall von P- in der unteren Kammer 22 in Abhängigkeit vom Verschiebeweg x. Man erkennt den stärkeren Druckabfall bei fehlendem Restvolu­ men VR im Vergleich zu einer Ausführung mit einem endlichen Restvolumen. FIG. 3b shows analogously to Fig. 3a x the pressure drop of P in the lower chamber 22 in dependence on the displacement path. You can see the greater pressure drop when there is no residual volume VR compared to a version with a finite residual volume.

Den Fig. 3a und 3b ist deutlich zu entnehmen, daß der Bei­ trag der Druckabsenkung von P- gegenüber dem Beitrag der Druckerhöhung von P+ vernachlässigbar ist. Zur Begrenzung des Druckanstiegs kann ein Restvolumen VR sinnvoll sein.That is the case of supporting the pressure reduction of P with respect to the contribution of the increase in pressure from P + negligible FIGS. 3a and 3b can be clearly seen. A residual volume VR can be useful to limit the pressure rise.

Fig. 4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht mehrere Möglichkeiten eines Transports des Gases G aus der oberen Kammer 21 bzw. unteren Kammer 21 zur Dämpfung des Ankers 1. Fig. 4 shows a sectional view in side view several possibilities of transport of the gas G from the upper chamber 21 or lower chamber 21 to the damping of the armature 1.

Zur Ankerdämpfung gibt es u. a. die folgenden Möglichkeiten:
The following options are available for anchor damping:

  • a) Der Anker 1 wird im Gehäuse 20 so geführt, daß zwischen Gehäuse 20 und Anker 1 ein Ringspalt 5 verbleibt, über den ein Austausch von Gas G zwischen der oberen Kammer 21 und der unteren Kammer 22 möglich ist. Der Stößel 8 läuft dabei im Gehäuse 20 gedichtet. Für den Fall, daß eine Bildung eines Ringspalts 5 verhindert werden soll, ist die Anbringung einer Dichtung am äußeren Umfang des Ankers 1 vorteilhaft.a) The armature 1 is guided in the housing 20 such that an annular gap 5 remains between the housing 20 and the armature 1 , via which an exchange of gas G between the upper chamber 21 and the lower chamber 22 is possible. The plunger 8 runs sealed in the housing 20 . In the event that the formation of an annular gap 5 is to be prevented, the attachment of a seal on the outer circumference of the armature 1 is advantageous.
  • b) Der Anker 1 wird an seinem Umfang gedichtet geführt. Ein Austausch von Gas G zwischen oberer Kammer 21 und unterer Kammer 22 wird durch mindestens eine im Anker 1 angebrachte Drosselstrecke 6 oder durch eine im Gehäuse 20 angebrachte Drosselstrecke 7 ermöglicht. Der Stößel 8 läuft im Gehäuse 20 gedichtet.b) The anchor 1 is guided sealed around its circumference. An exchange of gas G between the upper chamber 21 and the lower chamber 22 is made possible by at least one throttle section 6 installed in the armature 1 or by a throttle section 7 installed in the housing 20 . The plunger 8 runs sealed in the housing 20 .
  • c) Der Anker 1 wird an seinem Umfang gedichtet geführt. Ein Austausch von Gas G zwischen der oberen Kammer 21 und der unteren Kammer 22 wird durch mindestens eine Drosselstrecke 10 ermöglicht, welche die jeweilige Kammer 21, 22 mit dem Außenraum verbindet. Der Außenraum ist beispielsweise mit Luft unter Atmosphärendruck gefüllt. Der Stößel 8 läuft im Gehäuse 20 gedichtet.c) The anchor 1 is guided sealed around its circumference. An exchange of gas G between the upper chamber 21 and the lower chamber 22 is made possible by at least one throttle section 10 , which connects the respective chamber 21 , 22 to the outside space. The outside space is filled with air at atmospheric pressure, for example. The plunger 8 runs sealed in the housing 20 .
  • d) Der Anker 1 wird an seinem Umfang gedichtet geführt. Der Austausch von Gas G zwischen der oberen Kammer 21 bzw. der unteren Kammer 22 und dem Außenraum erfolgt durch eine gedrosselte Strecke 9 längs der Führung des Stößels 8 im Ge­ häuse 20.d) The anchor 1 is guided sealed around its circumference. The exchange of gas G between the upper chamber 21 and the lower chamber 22 and the outer space takes place through a throttled section 9 along the guide of the plunger 8 in the housing 20th

Eine beliebige Kombination der unter (a)-(d) aufgeführten Möglichkeiten, auch in mehrfacher Weise.Any combination of those listed under (a) - (d) Possibilities, also in several ways.

Claims (20)

1. Pneumatische Endlagendämpfung, aufweisend
einen Anker (1), der innerhalb einer mit Gas (G) gefüllten Gehäusekammer (2) verschiebbar angeordnet ist und der die Ge­ häusekammer (2) in eine obere Kammer (21) und eine untere Kammer (22) aufteilt,
wobei durch Verschiebung des Ankers (1) der Druck des Gases (G) in der oberen Kammer (21) und der unteren Kammer (22) gegenläufig veränderbar ist, wodurch die Geschwindigkeit des Ankers (1) verringerbar ist.
1. Pneumatic cushioning, having
an armature (1) which is disposed within a gas-filled (G) housing chamber (2) displaceable and which divides the Ge häusekammer (2) into an upper chamber (21) and a lower chamber (22),
whereby the pressure of the gas (G) in the upper chamber ( 21 ) and the lower chamber ( 22 ) can be changed in opposite directions by moving the armature ( 1 ), whereby the speed of the armature ( 1 ) can be reduced.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der bei einem Aufsetzen des Ankers (1) auf eine obere Polplatte (3) oder eine untere Polplatte (4) ein Restvolumen (VR) der entsprechenden Kammer (21, 22) verbleibt.2. Device according to claim 1, in which a residual volume (VR) of the corresponding chamber ( 21 , 22 ) remains when the armature ( 1 ) is placed on an upper pole plate ( 3 ) or a lower pole plate ( 4 ). 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Gas (G) gedrosselt zwischen der oberen Kammer (21) und der unteren Kammer (22) austauschbar ist.3. Device according to one of the preceding claims, wherein the gas (G) throttled between the upper chamber ( 21 ) and the lower chamber ( 22 ) is interchangeable. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der ein gedrosselter Austausch von Gas (G) mittels eines Ringspaltes (5) zwischen dem Gehäuse (20) und dem Anker (1), oder mittels mindestens einer Verbindungsleitung (6, 7) durch das Gehäuse (20) oder durch den Anker (1) oder mittels einer beliebigen Kombination dieser Maßnahmen realisiert ist.4. The device according to claim 3, wherein a throttled exchange of gas (G) by means of an annular gap ( 5 ) between the housing ( 20 ) and the armature ( 1 ), or by means of at least one connecting line ( 6 , 7 ) through the housing ( 20 ) or by the anchor ( 1 ) or by any combination of these measures. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Gas (G) gedrosselt zwischen einem Außenraum und ent­ weder der oberen Kammer (21) oder der unteren Kammer (22) oder beiden austauschbar ist.5. Device according to one of the preceding claims, wherein the gas (G) throttled between an outer space and ent either the upper chamber ( 21 ) or the lower chamber ( 22 ) or both is interchangeable. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der ein gedrosselter Austausch von Gas (G) mittels min­ destens einer entweder durch das Gehäuse (20) geführten ge­ drosselten Verbindungsleitung (10) oder mittels mindestens einer gedrosselten Verbindungsleitung (9) entlang einer Pas­ sung zwischen dem Gehäuse (20) und einem im Gehäuse (20) ge­ führten Stößel (8, 81, 82) oder mittels beider dieser Maßnahmen realisiert ist.6. The device according to claim 5, wherein a throttled exchange of gas (G) by means of at least one through the housing ( 20 ) guided ge throttled connecting line ( 10 ) or by means of at least one throttled connecting line ( 9 ) along a pass between the solution Housing ( 20 ) and one in the housing ( 20 ) guided plunger ( 8 , 81 , 82 ) or by means of both of these measures is realized. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Anker (1) mit dem Stößel (8, 81, 82) verbunden ist.7. Device according to one of the preceding claims, wherein the armature ( 1 ) with the plunger ( 8 , 81 , 82 ) is connected. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Anker (1) und die Gehäusekammer (2) axialsym­ metrisch ausgeführt sind.8. Device according to one of the preceding claims, wherein the armature ( 1 ) and the housing chamber ( 2 ) are axially symmetrical. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Anker (1) und die Gehäusekammer (20) rechteckig ausge­ führt sind.9. Device according to one of claims 1 to 7, in which the armature ( 1 ) and the housing chamber ( 20 ) leads out rectangular. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der mittels des Stößels (8, 81, 82) ein Öffnen und Schließen eines Ventils steuerbar ist.10. Device according to one of the preceding claims, in which opening and closing of a valve can be controlled by means of the tappet ( 8 , 81 , 82 ). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der der Anker (1) mittels einer Betätigung mindestens einer Feld­ spule (11) bewegbar ist.11. The device according to claim 10, wherein the armature ( 1 ) by means of actuation of at least one field coil ( 11 ) is movable. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der
  • 1. mittels eines Hubs des Stößels (8, 81, 82) die Position eines Dichtelementes (15) auf einer Mündung des Ventils steuerbar ist,
  • 2. der Hub des Stößel (8, 81, 82) mittels mindestens einer Druckfeder (12) dämpfbar ist,
  • 3. durch die Position des Dichtelementes (15) eine Abgabe von Fluid steuerbar ist.
12. The apparatus of claim 10 or 11, wherein
  • 1. the position of a sealing element ( 15 ) on a mouth of the valve can be controlled by means of a stroke of the tappet ( 8 , 81 , 82 ),
  • 2. the stroke of the tappet ( 8 , 81 , 82 ) can be damped by means of at least one compression spring ( 12 ),
  • 3. the dispensing of fluid can be controlled by the position of the sealing element ( 15 ).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der ein Hydrostößels (13) zum Ausgleich einer thermischen Längenänderung am Stößel (8, 81, 82) angebracht ist. 13. Device according to one of claims 10 to 12, in which a hydraulic tappet ( 13 ) for compensating for a thermal change in length is attached to the tappet ( 8 , 81 , 82 ). 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Betrieb eines Einlaßventils oder Auslaßventils eines Verbrennungsmotors.14. Device according to one of the preceding claims for Operation of an intake valve or an exhaust valve Internal combustion engine. 15. Verfahren zur pneumatischen Endlagendämpfung, bei dem
  • 1. durch einen Anker (1) eine mit einem Gas (G) gefüllte Ge­ häusekammer (2) in eine obere Kammer (21) und eine untere Kammer (22) aufgeteilt wird,
  • 2. durch die Verschiebung des Ankers (1) in der Gehäusekammer (2) der Druck des Gases (G) in der oberen Kammer (21) und der unteren Kammer (22) gegenläufig verändert wird,
  • 3. so daß durch die Druckänderung eine Verringerung der Ge­ schwindigkeit des Ankers (1) bewirkt wird.
15. A method for pneumatic cushioning, in which
  • 1. is divided by an armature ( 1 ) with a gas (G) Ge housing chamber ( 2 ) into an upper chamber ( 21 ) and a lower chamber ( 22 ),
  • 2. the displacement of the armature ( 1 ) in the housing chamber ( 2 ) changes the pressure of the gas (G) in the upper chamber ( 21 ) and the lower chamber ( 22 ) in opposite directions,
  • 3. so that the pressure change causes a reduction in the speed of the armature ( 1 ).
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem dann, wenn bei der Ankers (1) auf eine obere Polplatte (3) oder eine untere Polplatte (4) aufsetzt, ein Restvolumen (VR) in der entsprechenden Kammer (21, 22) verbleibt.16. The method according to claim 15, wherein when the armature ( 1 ) is placed on an upper pole plate ( 3 ) or a lower pole plate ( 4 ), a residual volume (VR) remains in the corresponding chamber ( 21 , 22 ). 17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem der Druck (P+) des Gases (G) in der komprimierten Kammer (21, 22) und der Druck (P-) des Gases (G) in der expandierten Kammer (21, 22) im wesentlich über die Beziehung
bestimmt wird.
17. The method according to claim 15 or 16, wherein the pressure (P +) of the gas (G) in the compressed chamber ( 21 , 22 ) and the pressure (P-) of the gas (G) in the expanded chamber ( 21 , 22nd ) essentially about the relationship
is determined.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem das Gas (G) aus der unteren Kammer (21) und der oberen Kammer (22) gedrosselt so zugeführt und abgeführt wird, daß die Be­ wegung des Ankers (1) aperiodisch gedämpft wird.18. The method according to any one of claims 15 to 17, in which the gas (G) from the lower chamber ( 21 ) and the upper chamber ( 22 ) is throttled so that the movement of the armature ( 1 ) is damped aperiodically becomes. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem der Anker (1) mit einer Geschwindigkeit von weniger als 0,05 m/s auf einer Polplatte (3, 4) aufsetzt.19. The method according to any one of claims 15 to 18, wherein the armature ( 1 ) touches a pole plate ( 3 , 4 ) at a speed of less than 0.05 m / s. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei dem durch die Bewegung des Stößels (8, 81, 82) ein Öffnen und Schließen eines Ventils gesteuert wird.20. The method according to any one of claims 15 to 19, in which opening and closing of a valve is controlled by the movement of the tappet ( 8 , 81 , 82 ).
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