DE4326379A1 - Meßvorrichtung zur Messung des Hubes von federbelasteten Ein- und Auslaßventilen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur Messung des Hu­ bes von federbelasteten Ein- und Auslaßventilen von Brenn­ kraftmaschinen, mit einem induktiven oder kapazitiven Wegauf­ nehmer, der einen gehäusefesten und einen ventilfesten Aufneh­ merteil aufweist.

Es ist bekannt, zur Messung des Ventilhubes einen Teil des Ventiles als ferromagnetischen Eisenkern auszubilden, dessen Bewegung in einer gehäusefesten Meßspule einen Strom indu­ ziert. Um eine Messung durchführen zu können, ist es allerdings notwendig Serienventile zuerst arbeitsaufwendig zu präparie­ ren.

Aufgabe der Erfindung ist es diesen Nachteil zu vermeiden und eine Meßvorrichtung zu schaffen, die es gestattet Ventilhub­ messungen auch mit serienmäßigen Ventilen durchzuführen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die beiden konzentrisch um den Ventilschaft angeordneten Aufnehmerteile innerhalb des durch die Ventilfeder begrenzten zylindrischen Federraumes angeordnet sind, wobei der gehäusefeste Aufnehmer­ teil an einem feststehenden Federteller und der ventilfeste Aufnehmerteil an einem sich mit dem Ventilschaft mitbewegenden Federteller befestigt ist. Eine derartige Meßvorrichtung kann praktisch bei jeder Art von Brennkraftmaschinen mit federbela­ steten Ventilen nachträglich angebracht werden, ohne daß zu­ sätzliche Manipulationen am Zylinderkopf oder an den Ventilen notwendig sind. Die Anordnung der Aufnehmer innerhalb des Fe­ derraumes erfordert keinen zusätzlichen Raumbedarf und gewähr­ leistet gleichzeitig optimalen Schutz für die Meßvorrichtung.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der gehäusefeste Aufnehmer­ teil als Meßspule ausgebildet ist. Dadurch, daß die Meßspule gehäusefest montiert ist unterliegt sie einem äußert geringen Verschleiß, was für eine zufriedenstellende Meßgenauigkeit Voraussetzung ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß der ventilfeste Aufnehmerteil als innerhalb der Meßspule längsverschiebbarer Magnetring ausgebildet ist. Der Magnetring bewegt sich mit dem Ventil innerhalb der Meß­ spule auf und ab und induziert in der Meßspule ein auswertba­ res Meßsignal.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorge­ sehen, daß der ventilfeste Aufnehmerteil als dünnwandiger Hohlzylinder ausgebildet ist und aus einem nicht magnetisier­ baren, elektrisch leitfähigen Material besteht, wobei der Hohlzylinder zwischen Ventilfedern und Meßspule in axialer Richtung bewegbar ist. Der Hohlzylinder ist dabei vorzugsweise aus Aluminium gefertigt. Gemeinsam mit dem Ventilschaft führt er die Ventilhubbewegung durch und überstreicht dabei den Au­ ßenmantel der Meßspule. Die Meßspule ist dabei vorzugsweise als Aktivspule einer Meßbrückenschaltung konzipiert, was eine sehr genaue und einfache Auswertung des Meßsignales erlaubt.

Eine sehr genaue und einfache Auswertung der Meßergebnisse wird erreicht, wenn die Meßspule die Aktivspule einer Meß­ brückenschaltung darstellt.

In einer weiteren sehr einfachen Ausführungsvariante der Er­ findung ist vorgesehen, daß die beiden Aufnehmerteile als Elektroden eines Meßkondensators ausgebildet sind.

Allen Ausführungsvarianten der Erfindung ist gemeinsam, daß die Drehbewegung des Ventiles nicht behindert wird und daß jede Ventilhubübertragungseinrichtung, sei es Tassenstößel, Kipphebel oder Schwinghebel verwendet werden kann.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1a und 1b eine nach dem Wirbelstromprinzip ar­ beitende erfindungsgemäße Meßeinrichtung,

Fig. 2a und 2b eine weitere erfindungsgemäße Ausfüh­ rungsvariante einer induktiven Meßeinrichtung,

Fig. 3a und 3b eine kapazitiv arbeitende erfin­ dungsgemäße Meßeinrichtung.

Funktionsgleiche Teile tragen die gleichen Bezugszeichen. Alle Figuren sind in vergrößertem Maßstab dargestellt.

In den Fig. 1a, 2a und 3a ist das Ventil 1 in geschlossenem Zustand, in den Fig. 1b, 2b und 3b in geöffnetem Zustand dar­ gestellt.

Der Ventilschaft 1′ des Ventiles 1 wird von einer nicht weiter dargestellten Ventilbetätigungseinrichtung von einer geschlos­ senen Stellung A in eine geöffnete Stellung B bewegt und legt dabei den Ventilhub 2 zurück, wobei der Ventilschaft 1′ ent­ lang der Ventilführung 3 gleitet. Mit 4 ist ein am Ventil­ schaft 1′ angreifender Tassenstößel bezeichnet. Anstelle des Tassenstößels 4 können allerdings genauso Kipphebel oder Schlepphebel am Ventilschaft 1′ angreifen. Das Schließen des Ventiles 1 erfolgt durch die Ventilfeder 5, welche sich am ge­ häusefesten Federteller 6 abstützt und über den ventilfesten Federteller 7 das Ventil 1 anhebt. Der Federteller 7 ist über den Federring 8 am Ventilschaft 1′ befestigt.

Durch die Federteller 6 und 7 und die Ventilfeder 5 wird ein zylindrischer Federraum 9 definiert. Innerhalb dieses Feder­ raumes 9 ist ein gehäusefester Aufnehmerteil 10 am unteren Ventilteller 6 befestigt. Am oberen Ventilteller 7 ist ein ventilfester Aufnehmerteil 11 angebracht. Beide um die Ventil­ achse 1′′ konzentrisch ausgebildeten ringförmigen Aufnehmer­ teile 10 und 11 können während eines Ventilhubes 2 axial in­ einander geschoben werden.

In den Fig. 1a, 1b sowie 2a und 2b ist der gehäusefeste Auf­ nehmerteil 10 als Meßspule 12 ausgebildet, welche mit den Meß­ anschlüssen 13a und 13b in Verbindung steht. In den Fig. 1a und 1b weist der ventilfeste Aufnehmerteil 11 einen größeren Durchmesser als die Meßspule 12 auf und ist aus einem nicht magnetisierbaren metallischen Werkstoff, beispielsweise Alumi­ nium als dünnwandiger Hohlzylinder 14 ausgeführt. Die Meß­ spule 12 wird über die Meßleitungen 13a und 13b mit einer Trä­ gerfrequenz, beispielsweise etwa 100 Hertz versorgt. Während eines Ventilhubes 2 überstreicht der Hohlzylinder 14 die Meß­ spule 12, wodurch Wirbelströme im Hohlzylinder 14 induziert werden, welche wiederum auf die Meßspule 12 rückwirken und der Trägerfrequenz ein Meßsignal aufmodulieren. Durch nachfolgende Aufbereitung des Meßsignales, beispielsweise unter Verwendung einer Brückenschaltung kann das Meßsignal isoliert werden.

In Fig. 2a und 2b ist der ventilfeste Aufnehmerteil 11 als ringförmiger Magnetkern 15 ausgebildet, welcher mit dem Ven­ tilschaft 1′ innerhalb der Meßspule 12 bewegt wird und in die­ ser Meßstrom induziert.

In der in Fig. 3a und 3b gezeigten Ausführungsvariante sind die gehäusefesten und ventilfesten Aufnehmerteile 10 und 11 zu einem Meßkondensator 16a und 16b ausgebildet, wobei die Über­ deckung der beiden Kondensatorröhren 16a und 16b durch die Ka­ pazitätsänderung ein zum Ventilhub 2 proportionales Meßsignal an die Meßleitungen 17a und 17b liefert. Die Meßleitung 17b kann dabei mit der Fahrzeugmasse elektrisch verbunden sein.

Claims (6)

1. Meßvorrichtung zur Messung des Hubes von federbelasteten Ein- und Auslaßventilen von Brennkraftmaschinen, mit einem induktiven oder kapazitiven Wegaufnehmer, der einen gehäu­ sefesten und einen ventilfesten Aufnehmerteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden konzentrisch um den Ventilschaft (1′) angeordneten Aufnehmerteile (10, 11) in­ nerhalb des durch die Ventilfeder (5) begrenzten zylindri­ schen Federraumes (9) angeordnet sind, wobei der gehäuse­ feste Aufnehmerteil (10) an einem feststehenden Federtel­ ler (6) und der ventilfeste Aufnehmerteil (11) an einem sich mit dem Ventilschaft (1′) mitbewegenden Federtel­ ler (4) befestigt ist.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gehäusefeste Aufnehmerteil (10) als Meßspule (12) ausgebildet ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ventilfeste Aufnehmerteil (11) als ein innerhalb der Meßspule (12) längsverschiebbarer Magnetring (15) aus­ gebildet ist.

4. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ventilfeste Aufnehmerteil (11) als dünnwandiger Hohlzylinder (14) ausgebildet ist und aus einem nicht ma­ gnetisierbaren, elektrisch leitfähigen Material, vorzugs­ weise Aluminium, besteht, wobei der Hohlzylinder (14) zwi­ schen Ventilfedern (5) und Meßspule (12) in axialer Rich­ tung bewegbar ist.

5. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspule (12) als Aktivspule einer Meßbrücken­ schaltung vorgesehen ist.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Aufnehmerteile (10, 11) als Elektro­ den (16a, 16b) eines Meßkondensators (16) ausgebildet sind.