DE19901068A1 - Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils für Brennkraftmaschinen, mit einem elektromagnetischen Aktuator, der einen Öffnungsmagneten und einen Schließmagneten besitzt, zwischen deren Polflächen ein Anker koaxial zum Gaswechselventil verschiebbar angeordnet ist, der unmittelbar oder über einen Ankerstößel auf einen Ventilschaft wirkt, mit einem auf das Gaswechselventil wirkenden vorgespannten Federmechanismus und mit einem hydraulischen Spielausgleichselement, das einen in einem Zylinder geführten Kolben aufweist, wobei auf den Zylinder ein erstes Bauteil und auf den Kolben ein zweites Bauteil wirkt. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß bei abgeschaltetem Aktuator die Stellung des Ankers zu den Polflächen der Magnete durch das Blockmaß des Spielausgleichselements und das Blockmaß zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil entweder vom Kolben oder vom Zylinder des Spielausgleichselements bestimmt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Elektromagnetische Aktuatoren zum Betätigen 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 direkt oder über einen Ankerstößel auf einen Ventilschaft des Gaswechselventils. Bei Aktuatoren nach dem Prinzip des Massenschwingers wirkt ein vorgespannter Federmechanismus auf den Anker. Als Federmechanismus dienen meist zwei vorgespannte Druckfedern, von denen eine obere Ventilfeder das Gaswechselventil in Öffnungsrichtung und eine untere Ventilfeder in Schließrichtung belastet. 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 und Verschleiß an den Ventilsitzen dazu führen, daß der Anker an der Polfläche des Schließmagneten anliegt, bevor das Gaswechselventil vollständig schließt. Heiße Brenngase, die über nicht dicht schließende Ventile abströmen, zerstören die Ventilsitze. Andererseits ist es durch unterschiedliche Wärme­ dehnungen möglich, daß der Anker bei geschlossenem Gaswechsel­ ventil nicht mehr vollständig an der Polfläche des Schließmag­ neten zum Anliegen kommt, so daß der Energiebedarf des Schließ­ magneten stark zunimmt. Ferner ist mit diesem Vorgang in der Regel ein reduzierter Öffnungshub des Gaswechselventils verbun­ den, so daß die Drosselverluste beim Ladungswechsel zunehmen und sich der Wirkungsgrad verschlechtert.

In einer älteren Anmeldung, DE 196 47 305 C1, ist ein elektro­ magnetischer Aktuator dargestellt, der schwimmend in einem Zylinderkopf gelagert ist. Er öffnet und schließt ein Gaswech­ selventil, indem sein Anker zwischen zwei Elektromagneten bewegt wird und dabei auf einen Ventilschaft des Gaswechselven­ tils wirkt. Ein Federmechanismus ist zwischen dem Aktuator und dem Ventilteller des Gaswechselventils angeordnet, wobei sich die obere Öffnungsfeder am Aktuator und die untere Schließfeder am Zylinderkopf abstützen. Auf der dem Gaswechselventil abge­ wandten Seite befindet sich zwischen einer mit dem Zylinderkopf verbundenen Deckplatte und dem Aktuator ein Spielausgleichsele­ ment, das sowohl positives als auch negatives Ventilspiel ausgleicht.

Das Spielausgleichselement weist einen Kolben in einem Zylinder auf. Der Kolben trennt einen ersten, dem Gaswechselventil abgewandten, brennkraftmaschinenabhängig gesteuerten von einem zweiten, dem Gaswechselventil zugewandten Druckraum. Ein Rückschlagventil im Kolben öffnet bei Überdruck im ersten Druckraum entgegen der Kraft einer Rückhaltefeder in Richtung zum zweiten Druckraum. Die Rückhaltefeder ist so ausgelegt, daß das Rückschlagventil nicht öffnet, wenn kein Spiel vorhanden ist.

Das Gaswechselventil sollte stets sicher schließen. Um dies zu erreichen, besitzt das Spielausgleichselement die Tendenz sich stets langsam zu verkürzen. Dies wird mit einer Drosselstelle erreicht, die durch ein definiertes Spiel zwischen dem Kolben und dem Zylinder gebildet ist. Über die Drosselstelle fließt bei Belastung Druckmittel vom zweiten in den ersten Druckraum. Kommt der Anker nicht mehr ausreichend nahe an den Schließma­ gneten bzw. entsteht ein Spiel zwischen dem Ankerstößel und dem Gaswechselventil, weil sich das Spielausgleichselement zu weit verkürzt hat, muß ein schneller Ausgleich in die entgegenge­ setzte Richtung stattfinden, welches mit dem sich öffnenden Rückschlagventil erreicht wird. Der Druck im zweiten Druckraum sinkt unter den des ersten Druckraums, so daß das Rückschlag­ ventil gegen die Rückhaltefeder öffnet und Druckmedium vom ersten in den zweiten Druckraum strömt, bis das Spiel ausgegli­ chen ist. Dieser Vorgang kann mehrere Arbeitsspiele des Ventils dauern.

Aus der DE 196 24 296 A1 ist eine Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils mit einem elektromagnetischen Aktuator bekannt, bei dem zwischen einem Ankerstößel und einem Ventil­ schaft ein hydraulisches Spielausgleichselement angeordnet ist. Das Spielausgleichselement ist in einem zwischen dem Ankerstö­ ßel und dem Ventilschaft angeordneten Tassenstößel eingesetzt, der seinerseits in Ventilachsrichtung verschiebbar in einer Bodenplatte des Aktuatorgehäuses geführt ist. In der Bodenplat­ te verläuft ein Ölversorgungskanal, der über eine Umfangsnut am Tassenstößel und über eine Querbohrung mit dem hydraulischen Spielausgleichselement verbunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Betätigen von Gaswechselventilen mit einem Spielausgleichsele­ ment zu schaffen, bei der sich die Gleichgewichtslage des Federmechanismus bei stromlos geschaltetem Aktuator auf einen möglichst genau bestimmbaren Wert einstellt. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Bei stromlos geschaltetem Aktuator stellt sich ein Anker auf eine Gleichgewichtslage zwischen Polflächen eines Öffnungsma­ gneten und eines Schließmagneten ein. Besitzt der Aktuator ein Spielausgleichselement, das auf das Gaswechselventil wirkt, wird dieses in der Gleichgewichtslage durch einen vorgespannten Federmechanismus des Aktuators belastet.

Nach der Erfindung sinkt dabei das Spielausgleichselement auf ein Blockmaß zusammen und bestimmt dadurch die Stellung des Ankers zu den Magneten. Das Blockmaß ist entweder von einem Kolben oder von einem Zylinder des Spielausgleichselements bestimmt, wodurch nur Toleranzen der Kolbenlänge oder Toleran­ zen der Zylinderlänge die Stellung des Ankers beeinflussen. Eine Addition der Längentoleranzen des Kolbens und des Zylin­ ders wird vermieden. Die Toleranzen des Blockmaßes werden reduziert, und die Lage des Ankers zu den Magneten kann genauer bestimmt werden. Bei einem erneuten Start des Aktuators kann dadurch die erforderliche Energie für eine Anschwingroutine genauer bestimmt und unnötige Energie eingespart werden. Ferner kann bei einer kleineren Blockmaßtoleranz, die bei der Dimen­ sionierung des Spielausgleichselements berücksichtigt werden muß, bei gleichbleibenden Dimensionen ein größerer nutzbarer Hub für einen Spielausgleich im Betrieb erreicht werden.

Das Spielausgleichselement kann bei einem schwimmend gelagerten Aktuator auf der dem Gaswechselventil abgewandten Seite zwi­ schen dem Aktuator und einem Deckel oder auf der dem Gaswech­ selventil zugewandten Seite zwischen dem Aktuator und einem Zylinderkopf oder einem Aktuatorenträger angeordnet sein. Das Spielausgleichselement wirkt direkt über den Aktuator auf die Stellung des Ankers zu den Polflächen. Indem die Stellung des Ankers zu den Polflächen durch die Blocklänge des Spielaus­ gleichselements bestimmt ist und beispielsweise nicht durch einen Anschlag des Aktuators am Deckel, kann die vollständige Verstellänge des Spielausgleichselements für den Spielausgleich genutzt werden.

Besonders vorteilhaft wird das Spielausgleichselement bei einem fest gelagerten Aktuator zwischen dem Ankerstößel und dem Ventilschaft angeordnet. Der Anker mit dem Ankerstößel und der Ventilschaft mit dem Ventilteller besitzen eine kleinere Masse als ein schwimmend gelagerter Aktuator. Das Spielausgleichsele­ ment muß kleinere Massen beim Verstellvorgang bewegen, wodurch dieser schnell durchgeführt und Energie eingespart werden kann. Ferner besitzen insbesondere der Ventilschaft und der Ankerstö­ ßel genaue Längenmaße mit kleinen Toleranzen, die bei einer Anordnung des Spielausgleichselements zwischen dem Ankerstößel und dem Ventilschaft für eine genau bestimmbare Lage des Ankers zwischen den Polflächen genutzt werden.

Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Lösung bei einem hydraulischen Spielausgleichselement ohne und mit einem Druck­ anschluß verwendet werden. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, ein zwischen dem Ankerstößel und dem Ventilschaft angeordnetes Spielausgleichselement über einen Kanal im Ankerstößel mit einem Druckanschluß zu verbinden. Zwar kann das Spielausgleichselement über eine Tasse mit einem Druckanschluß verbunden werden; diese kann jedoch bei einem Kanal im Ankerstößel entfallen und damit weitere Toleranzen, die sich auf die Stellung des Ankers zu den Polflächen auswir­ ken könnten.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe­ schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. 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.

Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Vorrichtung,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 bei abgeschaltetem Aktua­ tor,

Fig. 3 einen Ausschnitt einer Variante nach Fig. 1, bei der ein Kolben eines Spielausgleichselements ein Blockmaß bestimmt,

Fig. 4 die Vorrichtung nach Fig. 3 bei abgeschaltetem Aktua­ tor,

Fig. 5 einen Ausschnitt einer Variante nach Fig. 1, bei der ein Ankerstößel und ein Kolben eines Spielausgleichse­ lements einstückig ausgeführt sind,

Fig. 6 die Vorrichtung nach Fig. 5 bei abgeschaltetem Aktua­ tor,

Fig. 7 einen Ausschnitt einer Variante nach Fig. 3 und

Fig. 8 die Vorrichtung nach Fig. 7 bei abgeschaltetem Aktua­ tor.

Fig. 1 zeigt einen Aktuator 1 zur Betätigung eines Gaswechsel­ ventils 32, der in einer Ausnehmung 33 in einem Bauteil 34 fest gelagert ist, beispielsweise in einem Aktuatorenträger oder in einem Zylinderkopf. Der Aktuator 1 besitzt einen Öffnungsmagne­ ten 4 und einen Schließmagneten 3, zwischen denen ein Anker 2 axial verschiebbar angeordnet ist. Der Anker 2 ist auf einem Ankerstößel 13 befestigt oder mit diesem einstückig ausgeführt, mit dem er auf einen Ventilschaft 17 des Gaswechselventils 32 wirkt. Ferner besitzt der Aktuator 1 einen Federmechanismus 35 unterhalb des Öffnungsmagneten 4 mit einer unteren, in Schließ­ richtung 38 wirkenden Ventilfeder 36 und mit einer oberen, in Öffnungsrichtung 39 wirkenden Ventilfeder 37. Die untere Ventilfeder 36 stützt sich in Öffnungsrichtung 39 an dem Bauteil 34 und in Schließrichtung 38 an einem auf dem Ventil­ schaft 17 befestigten Federteller 40 ab. Die obere Ventilfeder 37 stützt sich in Öffnungsrichtung 39 an einem auf dem An­ kerstößel 13 befestigten Federteller 41 und in Schließrichtung 38 an einem Ring 42 ab. Die Ventilfedern 36, 37 sind soweit vorgespannt, daß sich bei unbestromten Schaltmagneten 3, 4 der Anker 2 in eine annähernd mittlere Position zwischen Polflächen der Schaltmagneten 3, 4 einstellt und unmittelbar vor der Schließstellung des Gaswechselventils 32 eine Restschließkraft der unteren Ventilfeder 36 und unmittelbar vor der Öffnungs­ stellung eine Restöffnungskraft der oberen Ventilfeder 37 vorhanden ist.

Zwischen dem Ankerstößel 13 und dem Ventilschaft 17 ist ein hydraulisches Spielausgleichselement 9 durch die Vorspannung der Ventilfedern 36, 37 eingespannt. Das Spielausgleichselement 9 ist über einen sich in Längsrichtung erstreckenden Kanal 26 in dem Ankerstößel 13 mit Drucköl versorgt bzw. mit einem Druckanschluß 27 verbunden. Eine Führung für das Spielaus­ gleichselement 9 und eine darin geführte Tasse zur Druckölver­ sorgung kann entfallen. Die Reibung am Spielausgleichselement 9 entfällt, und die bewegte Masse wird geringer.

Das Drucköl wird von dem Druckanschluß 27 über einen Kanal 43 dem Ring 42 unterhalb des Öffnungsmagneten 4 über eine Ringnut 44 an der zur Gaswechselventil 32 weisenden Stirnseite zuge­ führt. Innerhalb des Rings 42 wird es zu einer zweiten, am inneren Umfang des Rings 42 angeordneten Ringnut 45 geführt. Der Ring 42 stützt sich in Öffnungsrichtung 39 an einer Stufe 46 in dem Bauteil 34 und in Schließrichtung 38 am Öffnungsma­ gneten 4 ab bzw. stützt sich der Öffnungsmagnet 4 auf dem Ring 42 ab, wodurch der Ring 42 in Längsrichtung exakt positioniert ist. Unterhalb des Öffnungsmagneten 4 ist der Weg zum Spielaus­ gleichselement 9 relativ kurz, und das Drucköl kann günstig zugeführt werden, ohne daß die Bewegung des Ankers 2 behindert wird. Die Ringnut 45 schließt nach innen an der Führung 30 des Ankerstößels 13 an, die in den Öffnungsmagneten 4 eingesetzt ist. Im Bereich der Ringnut 45 besitzt die Führung 30 einen Querkanal 47, der nach innen zum Ankerstößel 13 in einer Ringnut 29 mündet. Kurz vor und in der Schließstellung kommt ein mit dem Kanal 26 verbundener Querkanal 28 im Ankerstößel 13 über der Ringnut 29 in der Führung 30 zum Liegen. Das Spielaus­ gleichselement 9 wird damit kurz vor und in der Schließstellung mit dem Druckanschluß 27 verbunden und wird mit Drucköl ver­ sorgt, um sich, falls erforderlich, auf eine entsprechende Länge auszudehnen.

Durch die Ringnuten 44, 45 und 29 können der Ring 42, die Führung 30 und der Ankerstößel 13 rotationssymmetrisch, unab­ hängig von der Ausrichtung eingebaut werden, wodurch die Montage vereinfacht wird. Ferner trägt zu einer einfachen Montage bei, daß die Führung 30 in Längsrichtung durch eine Stufe 48 am Öffnungsmagneten 4 fixiert ist, wodurch der Querka­ nal 47 in der Führung 30 in Längsrichtung bei der Montage leicht und exakt positioniert werden kann. Der Ring 42 kann als Einzelteil ausgeführt sein; er kann aber auch einstückig am Öffnungsmagneten 4 angeformt sein und somit einen integralen Bestandteil bilden.

Der Kanal 26 kann auch in anderen Bereichen wie in der Führung 30 des Ankerstößels 13 mit dem Druckanschluß 27 verbunden werden, beispielsweise bei einem durchgehenden Kanal aus der Richtung des Schließmagneten 3 usw. Die Führung 30 eignet sich hierfür jedoch besonders gut, da eine vorhandene Reibfläche genutzt wird, d. h. keine neue hinzukommt und diese zusätzlich mit Drucköl geschmiert und dadurch die Reibung reduziert wird. Das Spielausgleichselement 9 besitzt einen Zylinder 22 und einen Kolben 19, zwischen denen ein Druckraum 49 eingeschlossen ist. Der Druckraum 49 ist über eine nicht dargestellte Drossel mit einem angrenzenden Raum 50, einem Federraum, und über ein Rückschlagventil 51 mit dem Kanal 26 verbunden.

Das Spielausgleichselement 9 ist als eigenständige, funktions­ fähige Einheit ausgeführt, die auf den Ankerstößel 13 aufge­ steckt ist und damit vormontierbar und vorab überprüfbar ist. Vorzugsweise ist das Spielausgleichselement 9 leicht aufsteck­ bar und trotzdem verliersicher ausgeführt, beispielsweise durch einen nicht dargestellten O-Ring, der in eine Ringnut greift usw.

Wird der Aktuator 1 stromlos geschaltet, stellt sich der Anker 2 auf eine Gleichgewichtslage zwischen den Polflächen der Magnete 3, 4 ein (Fig. 2). Die vorgespannten Ventilfedern 36, 37 wirken mit Druckkräften auf das Spielausgleichselement 9, das bis auf ein Blockmaß 5 zusammengeschoben wird. Um einen Teil des dabei durchgeführten Hubs des Spielausgleichselements 9 wird das Gaswechselventil 32 in Schließrichtung 38 und um den restlichen Teil des Hubs wird der Anker 2 in Öffnungsrichtung 39 verschoben. Das Blockmaß 5 bestimmt die Stellung des Ankers 2 zu den Polflächen der Magnete 3, 4. Ferner ist das Blockmaß 5 des Spielausgleichselements 9 allein durch den Zylinder 22 des Spielausgleichselements 9 bestimmt, indem der Kolben 19 im Zylinder 22 soweit versenkbar ist, daß der Zylinder 22 beim auf das Blockmaß 5 zusammengeschobenen Spielausgleichselement 9 an dem Ventilschaft 17 anliegt. Das Blockmaß 5 ist erreicht, bevor eine Blocklänge einer im Druckraum 49 angeordneten Druckfeder 8 des Rückschlagventils 51 erreicht ist. Das Blockmaß 5 wird allein durch Toleranzen der Zylinderlänge beeinflußt. Auswir­ kungen von Toleranzen der Kolbenlänge auf das Blockmaß 5 und die Stellung des Ankers 2 zu den Polflächen der Magnete 3, 4 werden vermieden, wodurch die Lage des Ankers 2 zu den Polflä­ chen genauer bestimmbar ist.

In Fig. 3 ist ein Ausschnitt einer Variante zu Fig. 1 mit einem Spielausgleichselement 10 dargestellt. Gleichbleibende Bauteile sind grundsätzlich mit gleichen Bezugszeichen beziffert. In den Fig. 3 bis 8 sind Ausschnitte des Aktuators 1 mit unterschied­ lichen Spielausgleichselementen 10, 11, 12 dargestellt. In den Ausschnitten nicht dargestellte Bauteile sind gleich der Bauteile in Fig. 1. Das Spielausgleichselement 10 besitzt einen Zylinder 23, der auf einem Ankerstößel 14 aufgesteckt und über einen O-Ring 52 in Schließrichtung 38 fixiert ist. Im Zylinder 23 ist ein Kolben 20 des Spielausgleichselements 10 geführt, zwischen dem und dem Ankerstößel 14 ein Druckraum 49 einge­ schlossen ist. Der Druckraum 49 ist wie im Ausführungsbeispiel in Fig. 1 über eine nicht näher dargestellte Drossel mit dem Raum 50 und über das Rückschlagventil 51 mit dem Kanal 26 verbunden. Das Rückschlagventil 51 ist in eine Ausnehmung 53 in den Ankerstößel 14 eingesetzt. Bei stromlos geschaltetem Aktuator 1 wird das Spielausgleichselement 10 auf ein Blockmaß 6 zusammengeschoben, das allein durch die Kolbenlänge des Spielausgleichselements 10 bestimmt ist (Fig. 4). Das Blockmaß 6 ist erreicht, bevor die Blocklänge der Druckfeder 8 erreicht ist.

In Fig. 5 ist ein Spielausgleichselement 11 dargestellt, bei dem ein Kolben 31 durch einen Teil eines Ankerstößels 15 gebildet ist. Das Spielausgleichselement 11 besitzt einen Zylinder 24, in dem der Kolben 31 geführt ist. Zwischen dem Zylinder 24 und dem Ankerstößel 15 ist der Druckraum 49 einge­ schlossen. Durch den einstückig mit dem Ankerstößel 15 ausge­ führten Kolben 31 wird ein Bauteil und damit Gewicht und Montageaufwand eingespart. Bei stromlos geschaltetem Aktuator 1 wird das Spielausgleichselement 11 auf ein Blockmaß 7 zusammen­ geschoben, das zwischen dem einstückig mit dem Kolben 13 ausgeführten Ankerstößel 15 und dem Ventilschaft 17 allein durch den Zylinder 24 bestimmt ist (Fig. 6).

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Spielausgleichselement 12. Das Spielausgleichselement 12 besitzt einen Zylinder 25, der auf einem Ankerstößel 16 aufge­ steckt und über einen O-Ring 52 in Schließrichtung 38 fixiert ist. Im Zylinder 25 ist ein einstückig mit einem Ventilschaft 18 ausgebildeter Kolben 21 geführt, wodurch Bauteile, Gewicht und Montageaufwand eingespart werden können. Bei stromlos geschaltetem Aktuator 1 wird das Spielausgleichselement 12 zusammengeschoben, bis der Kolben 21 am Ankerstößel 16 anliegt. Die im Druckraum 49 angeordnete Druckfeder 8 wird in die Ausnehmung 53 gedrückt, ohne daß dabei deren Blocklänge unter­ schritten wird. Die Blockmaßtoleranz des Spielausgleichsele­ ments 12 ist gleich der Toleranz der Länge des Kolbens 21 des Spielausgleichselements 12 und ist unabhängig vom Zylinder 25.

Ist der Aktuator 1 gestartet, stellt sich das Spielausgleichs­ element 9, 10, 11, 12 bei der ersten Schließstellung des Gaswechselventils 32 auf seine exakte Länge ein, d. h. daß der Anker 2 exakt an der Polfläche des Schließmagneten 3 zum Anliegen kommt und ein Ventilteller 54 des Gaswechselventils 32 vollständig an einem Ventilsitzring 55 abdichtet. Während des gesamten Betriebs steht das Spielausgleichselement 9, 10, 11, 12 unter Druckspannung und hat die Tendenz sich zu verkürzen, um stets sicher zu schließen, indem ständig über eine Drossel Öl in den Raum 50 abfließt. Wenn das Spielausgleichselement 9, 10, 11, 12 durch die Leckage zu kurz geworden ist, stellt sich dieses wieder in der Schließstellung des Gaswechselventils 32 auf die exakte Länge ein, indem das Rückschlagventil 51 öffnet, und der Druckraum 49 mit dem Druckanschluß 27 verbunden wird. Durch diesen iterativen Prozeß bewegt sich das Gaswechselventil 32 ständig in einem Bereich eines optimalen Spiels, ohne daß sich das Spielausgleichselement 9, 10, 11, 12 aufpumpt.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils für Brennkraftmaschinen, mit einem elektromagnetischen Aktuator, der einen Öffnungsmagneten und einen Schließmagneten besitzt, zwischen deren Polflächen ein Anker koaxial zum Gaswechselven­ til verschiebbar angeordnet ist, der unmittelbar oder über einen Ankerstößel auf einen Ventilschaft wirkt, mit einem auf das Gaswechselventil wirkenden vorgespannten Federmechanismus und mit einem hydraulischen Spielausgleichselement, das einen in einem Zylinder geführten Kolben aufweist, wobei auf den Zylinder ein erstes Bauteil und auf den Kolben ein zweites Bauteil wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß bei abgeschaltetem Aktuator (1) die Stellung des Ankers (2) zu den Polflächen der Magnete (3, 4) durch das Blockmaß (5, 6, 7) des Spielausgleichs­ elements (9, 10, 11, 12) und das Blockmaß (5, 6, 7) zwischen dem ersten Bauteil (13, 14, 15, 16) und dem zweiten Bauteil (17, 18) entweder vom Kolben (20, 21) oder vom Zylinder (22, 24) des Spielausgleichselements (9, 10, 11, 12) bestimmt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19) im Zylinder (22) soweit versenkbar ist, daß der Zylinder (22) beim auf das Blockmaß (5) zusammengeschobenen Spielausgleichselement (9) an dem zweiten Bauteil (17) anliegt, das im ausgefahrenen Zustand des Spielausgleichselements (9) auf den Kolben (19) wirkt.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spielausgleichselement (9, 10, 11, 12) zwischen dem Ankerstößel (13, 14, 15, 16) und dem Ventilschaft (17, 18) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerstößel (13, 14, 15, 16) in Längsrichtung einen Kanal (26) hat, über den das Spielausgleichselement (9, 10, 11, 12) mit einem Druckanschluß (27) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (26) in Richtung Anker (2) verschlossen und unterhalb des Öffnungsmagneten (4) über einen Querkanal (28) mit dem Druckan­ schluß (27) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querkanal (28) über eine Ringnut (29) mit dem Druckanschluß (27) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kanal (26) über eine Führung (30) des Ankerstößels (13, 14, 15, 16) mit dem Druckanschluß (27) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerstößel (15, 16) und/oder der Ventilschaft (18) zumindest einen Teil des Spielausgleichsele­ ments (11, 12) bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerstößel (15) oder der Ventilschaft (18) den Kolben (21, 31) des Spielausgleichselements (11, 12) bildet.