DE19943620A1 - Vorrichtung mit einem elektromagnetischen Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Vorrichtung mit einem elektromagnetischen Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils einer BrennkraftmaschineInfo
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- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
Abstract
Für eine Vorrichtung mit einem elektromagnetischen Aktuator zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine wird vorgeschlagen, dass Aktuatoren für im wesentlichen fluchtend angeordnete Gaswechselventile von in Reihe angeordneten Zylindern der Brennkraftmaschine in einem gemeinsamen, leistenartig gestalteten Gehäuse angeordnet sind, wobei das Gehäuse aus Montagegründen für die Aktuatoren durch Bruchtrennen zweigeteilt ist.
Description
Dis Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine
Vorrichtung mit einem elektromagnetischen Aktuator zur Betätigung eines Gas
wechselventils einer Brennkraftmaschine, umfassend beiderseits eines huboszillie
rend antreibbaren Ankers vorgesehene Schaltmagnete in einer mehrteiligen, der
maschinenseitigen Anordnung dienenden Trageinrichtung, die als ein rahmenartiges
Gehäuse mit über Quertraversen einstückig verbundenen, beabstandeten Stütz
trägern gebildet ist, und die Stützträger quer zur Hubrichtung des Ankers zwischen
den Quertraversen geteilt und für eine maschinenseitige Anordnung eines Aktuators
relativ zueinander gesichert über Spannmittel gegeneinander verspannt angeordnet
sind.
Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand der deutschen Patentanmeldung
198 38 101, wobei die Vorrichtung zum Antrieb eines einzelnen Gaswechselventils
vorgeschlagen wurde.
Aus der US-A 3,853,102 ist eine gattungsfremde Vorrichtung zum Antrieb eines
Einlass- und eines Auslass-Ventils eines Zylinders einer Brennkraftmaschine be
kannt, wobei die einzelnen Aktuatoren für die vorgenannten Gaswechselventile auf
einer gemeinsamen, am Zylinderkopf befestigbaren Trageinrichtung angeordnet
sind.
Ferner ist aus der US-A 4,779,582 eine gattungsfremde Vorrichtung zum Antrieb
zweier gleichartiger Gaswechselventile bekannt, wobei in einem sowohl die
Schließfeder als auch die Öffnungsfeder aufnehmenden, zweiteiligen Gehäuse eine
gemeinsame Magnetspule zur Steuerung der mit den Ventilschäften fest verbunde
nen Anker dient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung zur Be
tätigung mehrerer Gaswechselventil weiterzubilden, wobei dieses Ziel mit einem
durch Bruchtrennen vereinfachten Aufbau erzielt ist.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass Aktuatoren für im
wesentlichen fluchtend angeordnete Gaswechselventile von in Reihe angeordneten
Zylindern der Brennkraftmaschine in einem gemeinsamen, leistenartig gestalteten
Gehäuse angeordnet sind, und das Gehäuse mittels Bruchtrennen der Stützträger
etwa auf Höhe des ruhenden Ankers zweigeteilt ist, wobei zum im wesentlichen
gleichzeitigen Bruchtrennen die Stützträger quer zur Anker-Hubrichtung zwischen
Bruchtrennkerben etwa gemittelt angeordnete Durchgänge aufweisen, die sich mit
zur Anker-Hubrichtung im wesentlichen parallel anordbaren Spannschrauben kreu
zen.
Mit der Erfindung ist in vorteilhafter Weise ein kostengünstig herstellbares, mehrere
Aktuatoren für Gaswechselventile mehrerer Zylinder aufnehmendes Gehäuse er
zielt, das in weiterer vorteilhafter Weise gegenüber einer Vielzahl von Einzelgehäu
sen mit Aktuatoren für Ventilantriebe einen insgesamt geringeren Montageaufwand
aufweist. Weiter kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung der im Zylinderkopf
gegebene Bauraum zur Wahl großflächiger Schaltmagnete genutzt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung sind mit den in Unteransprüchen beschriebenen
Ausgestaltungen der Erfindung erzielt.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Gehäuse für gleichartige Ventile mehrerer
Zylinder,
Fig. 2 das Gehäuse im Querschnitt mit einem Aktuator, und
Fig. 3 die zylinderkopfseitige Quertraverse des Gehäuses in Draufsicht mit
Einzeldarstellungen zu unterschiedlichen Funktionen.
Eine Vorrichtung 1 mit einem elektromagnetischen Aktuator 2 zur Betätigung eines
Gaswechselventils 3 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine umfasst beiderseits
eines huboszillierend antreibbaren Ankers 4 vorgesehene Schaltmagnete 5 und 6 in
einer mehrteiligen, der maschinenseitigen Anordnung dienenden Trageinrichtung,
die als ein rahmenartiges Gehäuse 7 mit über Quertraversen 8 und 9 einstückig
verbundenen, beabstandeten Stützträgern 10 gebildet ist, wobei die Stützträger 10
quer zur Hubrichtung des Ankers 4 zwischen den Quertraversen 8 und 9 geteilt und
für eine maschinenseitige Anordnung des Aktuators 2 relativ zueinander gesichert
über als Spannschrauben gestaltete Spannmittel 11 gegeneinander verspannt an
geordnet sind.
Zur Weiterbildung dieser Vorrichtung 1 zwecks Betätigung mehrerer, in mehreren
Zylindern der nicht gezeigten Brennkraftmaschine angeordneten Gaswechselventile
mit der weiteren Zielsetzung eines durch Bruchtrennen vereinfachten Aufbaues der
Vorrichtung 1 wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass Aktuatoren 2 für im we
sentlichen fluchtend angeordnete Gaswechselventile 3 von in Reihe angeordneten
Zylindern der nicht gezeigten Brennkraftmaschine in einem gemeinsamen, leisten
artig gestalteten Gehäuse 7 angeordnet sind. Weiter ist das Gehäuse 7 mittels
Bruchtrennen der Stützträger 10 etwa auf Höhe des ruhenden Ankers 4 zweigeteilt,
wobei zum im wesentlichen gleichzeitigen Bruchtrennen die Stützträger 10 quer zur
Anker-Hubrichtung gemäß Pfeil "A" zwischen Bruchtrennkerben 12 etwa gemittelt
angeordnete Durchgänge 13 aufweisen, die sich mit zur Anker-Hubrichtung gemäß
Pfeil "A" im wesentlichen parallel anordbaren Spannschrauben 11 kreuzen.
Zur Erzielung eines sicheren Bruchtrennens ist das leistenartig gestaltete Gehäuse
7 aus einer silizium-, partikel- oder faserhaltigen Leichtmetall-Legierung gegossen.
Ferner stehen aus Kernblechen gebildete Spulenkerne 14 der Schaltmagnete 5 und
6 mit den Stützträgern 10 und/oder mit Abschnitten der Quertraversen 8 und 9 je
weils zwecks Wärmeableitung in flächiger Anlage, wobei die Spulenkerne 14 unbe
arbeitet in das Gehäuse 7 eingegossen oder bearbeitet nachträglich eingesetzt und
stoffschlüssig oder kraft-/formschlüssig angeordnet sind.
Ein konstruktiv einfacher Aufbau des Gehäuses 7 ist weiter dadurch erzielt, dass in
einem Gehäuse-Abschnitt T zwischen zwei benachbarten Stützträgern 10 mehrere
Spulenkerne 14 entsprechend mehreren Gaswechselventilen 3 eines Zylinders - ein
Einlass- und ein Auslassventil oder jeweils zwei gleichartige Gaswechselventile für
Ein- und Auslass - angeordnet sind, wobei die Spulenkerne 14 an beiden Enden
offene, kanalartige Ausnehmungen 15 aufweisen zur Aufnahme von abschnittsweise
außerhalb der Spulenkerne 14 verlaufenden Magnetspulen 16, wie dies aus einem
äußeren Gehäuse-Abschnitt T in Fig. 3 erkennbar ist. Diese Gestaltung der
Magnetspulen 16 dient einerseits einem einfachen Anschluss der nicht gezeigten
Energie- und Steuer-Leitungen und bezweckt andererseits eine zusätzliche Kühlung
der Magnetspulen 16.
Aus einem anderen Gehäuse-Abschnitt 7' der Fig. 3 ist weiter erkennbar, dass
mehrere in einem Gehäuse-Abschnitt T über die Quertraversen 8 und 9 hubbeweg
lich durchsetzende Stößel 18 gemäß Fig. 2 geführte Anker 4 den Magnetspulen 16
entsprechend angepaßt von im wesentlichen rechteckiger Gestalt sind, und dass die
Anker 4 zum einwandfreien Betrieb stirnseitig und/oder längsseitig mittels an den
Stützträgern 10 anordbaren Gleitflächen-Elementen 19, 20 drehgesichert sind. Bei
spielsweise U-förmig gestaltete Gleitflächen-Elemente 19 sind an den Stirnseiten
der Stützträger 10 angeordnet und in deren Durchbrechungen 13 befestigt, wie aus
Fig. 3 ersichtlich. Weiter ist aus den Fig. 2 und 3 als weiteres Gleitflächen-Ele
ment 20 ein zwischen den Außenabschnitten 16' diametral angeordneter Magnet
spulen 16 angeordneter Abdeckstreifen 21 ersichtlich, der jeweils mit in die Durch
brechungen 13 eingreifenden Befestigungsmitteln am Gehäuse 7 fixiert ist. Jeder
der Abdeckstreifen 21 kann zusätzlich zur Lagesicherung der Magnetspulen 16 die
nen und ferner als Träger eines Verkabelungsmoduls 24 dienen.
Wie aus Fig. 2 näher ersichtlich, steht das leistenartig gestaltete Gehäuse 7 über
an der zylinderkopfseitigen Quertraverse 8 angeordnete Fortsätze 22 mit relativ
kleinen Anlageflächen in wärmeleitender Verbindung mit gekühlten Auflageflächen
am Zylinderkopf 23, wobei das zu Montagezwecken zweiteilig ausgebildete und
mittels separater, nicht gezeigter Schrauben einteilig handlbare Gehäuse 7 über
durchgehende Spannschrauben 11 am Zylinderkopf 23 befestigt ist.
Schließlich ist an dem leistenartig gestalteten Gehäuse 7 ein Energie- und Steuer
leitungen umfassendes Verkabelungsmodul 24 für die Aktuatoren 2 angeordnet,
wobei das vorzugsweise an einem der Abdeckstreifen 21 angeordnete Verkabe
lungsmodul 24 über eine nicht gezeigte Wanddurchbrechung im Zylinderkopf 23
nach außen geführt ist.
Claims (6)
1. Vorrichtung mit einem elektromagnetischen Aktuator zur Betätigung eines
Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine,
- - umfassend beiderseits eines huboszillierend antreibbaren Ankers (4) vorgesehene Schaltmagnete (5, 6) in einer mehrteiligen, der maschi nenseitigen Anordnung dienenden Trageinrichtung, die
- - als ein rahmenartiges Gehäuse (7) mit über Quertraversen (8, 9) ein stückig verbundenen, beabstandeten Stützträgern (10) gebildet ist, wobei
- - die Stützträger (10) quer zur Hubrichtung des Ankers (4) zwischen den Quertraversen (8, 9) geteilt und für eine maschinenseitige Anord nung eines Aktuators (2) relativ zueinander gesichert über Spann mittel (11) gegeneinander verspannt angeordnet sind,
- - dass Aktuatoren (2) für im wesentlichen fluchtend angeordnete Gas wechselventile (3) von in Reihe angeordneten Zylindern der Brenn kraftmaschine in einem gemeinsamen, leistenartig gestalteten Ge häuse (7) angeordnet sind, und
- - das Gehäuse (7) mittels Bruchtrennen der Stützträger (10) etwa auf Höhe des ruhenden Ankers (4) zweigeteilt ist, wobei
- - zum im wesentlichen gleichzeitigen Bruchtrennen der Stützträger (10) quer zur Anker-Hubrichtung (Pfeil "A") zwischen Bruchtrennkerben (12) etwa gemittelt angeordnete Durchgänge (13) aufweisen, die
- - sich mit zur Anker-Hubrichtung (Pfeil "A") im wesentlichen parallel anordbaren Spannschrauben (11) kreuzen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- - dass das leistenartig gestaltete Gehäuse (7) aus einer partikelhaltigen Leichtmetall-Legierung gegossen ist, und
- - dass aus Kernblechen gebildete Spulenkerne (14) der Schaltmagnete (5, 6) mit den Stützträgern (10) und/oder mit Abschnitten der Quer traversen (8, 9) jeweils in flächiger Anlage stehen, wobei
- - die Spulenkerne (14) unbearbeitet in das Gehäuse (7) eingegossen
oder
bearbeitet nachträglich eingesetzt und stoffschlüssig oder kraft-/formschlüssig angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
- - dass in einem Gehäuse-Abschnitt (7') zwischen zwei benachbarten Stützträgern (10) mehrere Spulenkerne (14) entsprechend mehreren Gaswechselventilen (3) eines Zylinders angeordnet sind, wobei
- - die Spulenkerne (14) an beiden Enden offene, kanalartige Ausneh mungen (15) aufweisen zur Aufnahme von abschnittsweise außerhalb der Spulenkerne (14) verlaufenden Magnetspulen (16).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
- - dass mehrere in einem Gehäuse-Abschnitt (7') über die Quertraver sen (8, 9) hubbeweglich durchsetzende Stößel (18) geführte Anker (4) den Magnetspulen (16) entsprechend angepasst von im wesentli chen rechteckiger Gestalt sind, und
- - dass die Anker (4) stirnseitig und/oder längsseitig mittels an den Stützträgern (10) anordbaren Gleitflächen-Elementen (19, 20) dreh gesichert sind.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
- - dass das leistenartig gestaltete Gehäuse (7) über an der zylinder kopfseitigen Quertraverse (8) angeordnete Fortsätze (22) mit relativ kleinen Anlageflächen in wärmeleitender Verbindung mit gekühlten Auflageflächen im/am Zylinderkopf (23) steht, wobei
- - das zweiteilige Gehäuse (7) über durchgehende Spannschrauben (11) im/am Zylinderkopf (23) befestigt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
- - dass an dem leistenartig gestalteten Gehäuse (7) ein Energie- und Steuerleitungen umfassendes Verkabelungsmodul (24) für die Ak tuatoren (2) angeordnet ist, wobei
- - das Verkabelungsmodul (24) über eine Wanddurchbrechung im Zy linderkopf (23) nach außen geführt ist.
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