EP0354999A1 - Stelleinrichtung für ein Gaswechselventil - Google Patents

Abstract

Bei einer elektrischen Stelleinrichtung für Gaswechselventile bewegt sich die Ankerplatte in einem von einer Hülse (32) umgebenen Raum zwischen den beiden Polflächen (36, 38). Die ferromagnetischen Eigenschaften der Hülse (32) sind, über ihre Länge gesehen, unterschiedlich.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Stelleinrichtung für ein Gaswechselventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Eine derartige Stelleinrichtung ist prinzipiell aus der DE-OS 30 24 109 bekannt.
• Das Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine wird durch eine elektromagnetische Stellung in die Offen- bzw. Schließstellung gebracht. Eine Ankerplatte bewegt sich zwischen zwei Magneten hin und her, wobei die Ankerplat­te in der Offenstellung von einem Magneten und in der Schließstellung von einem anderen Magneten festgehalten wird, um so das Gaswechselventil in dieser Stellung zu halten.
• Der Raum, in dem sich die Ankerplatte hin- und herbe­wegt, wird von außen mit einer Hülse umgeben.
• Für die Bewegung der Ankerplatte sind hohe Geschwindig­keiten, also schnelle Zeitschaltungen notwendig. Hierzu ist eine hohe Magnetkraft wünschenswert. Gleichzeitig ist eine sichere Führung der Ankerplatte zu garantieren.
• Aufgabe der Erfindung ist es, das Schaltverhalten zu verbessern.
• Die Aufgabe wird gelöst durch den Hauptanspruch.
• Erfindungsgemäß ist herausgefunden worden, daß definier­te ferromagnetische Eigenschaften der Hülse zu einem verbesserten Schaltverhalten führen. Wenn der ferromag­netische Anteil der Hülsenwand im Bereich der Polflächen höher ist als in dem dazwischenliegenden Bereich, wird die Schaltgeschwindigkeit und das Schaltverhalten ver­bessert.
• Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungen der Erfindung, wobei die unterschiedliche ferromagneti­sche Dotierung der Hülse auf verschiedene Weisen zu erreichen ist.
• Der gewünschte Effekt läßt sich auch durch die Kombina­tion mehrerer in den Unteransprüchen beschriebener Maß­nahmen erreichen.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung;
• Fig. 2 eine Teilansicht nach Fig. 1 in weiterer Ausgestaltung der Erfindung; und
• Fig. 3 eine Teilansicht nach Fig. 1 in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
• Fig. 1 beschreibt eine Stelleinrichtung für Gaswechsel­ventile. Es sind gegenüberliegende Topfmagnete 10 und 14 mit jeweils eingesetzten Spulen 12 und 16 vorgesehen, dem Eisenkern 10 mit der eingelegten Spule 12 ist eine Polfläche 36, dem Eisenkern 14 mit der eingelegten Spu­le 16 ist eine Polfläche 38 zugeordnet. Die Polflächen 36 und 38 liegen einander gegenüber, und zwischen ihnen hin- und herbewegbar ist eine Ankerplatte 18 vorgesehen, die mit einem Fortsatz 30 auf den Stempel 24 eines mit dem Gaswechselventil verbundenen Schaftes drückt. Wird in der dargestellten Anordnung die Ankerplatte 18 von der Polfläche 38 angezogen, wird der Stempel 24 nach unten gedrückt und das Gaswechselventil geöffnet, ist die Ankerplatte 18 von der Polfläche 38 angezogen, ist das Gaswechselventil geschlossen.
• Den beiden Stellungen sind Schraubenfedern 20 bzw. 28 zugeordnet, die sich auf Widerlagern 22 bzw. 26 abstüt­zen. Bei nicht erregten Magneten ist der Totpunkt etwa in der Mitte zwischen den beiden Polflächen, ist jedoch die Ankerplatte 18 in Anlage an einer der Polflächen, ist die zugehörige Schraubenfeder zusammengedrückt und sorgt bei Abschalten des Stromdurchflusses durch den Elektromagneten dafür, daß die Ankerplatte 18 in die Nähe des gegenüberliegenden Magneten gedrückt wird. Dort kann sie durch einen Fangstrom eingefangen werden.
• Der zwischen den gegenüberliegenden Polflächen 36 und 38 gebildete Raum wird außen durch eine Hülse 32, die in Art eines Zylindermantels ausgebildet ist, abgeschlos­sen.
• Erfindungsgemäß ist herausgefunden worden, daß das Schaltverhalten verbessert wird, wenn diese Hülse in ihren mittleren Bereichen nur geringe ferromagnetische Eigenschaften und in ihren Randbereichen, also in dem Bereich, der den Polflächen 36 und 38 benachbart ist, stärkere ferromagnetische Eigenschaften besitzt.
• Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß gemäß Fig. 1 Löcher 34 in der Hülse vorgesehen sind, so daß im Mittelbereich weniger ferromagnetisches Material als in den Randbereichen, die benachbart den Polflächen 36 und 38 sind, vorliegt. Diese Löcher 34 können durch­gehend sein, sie können auch nur Ausnehmungen bilden, die die Wandstärke in diesem Bereich herabsetzen, jedoch keine Durchbrüche bilden.
• Eine Alternative ist in Fig. 2 aufgezeigt. Dort ist die Hülse 32 nicht durchgehend gleich stark, sondern in ih­rem Mittelbereich von geringerer Wandstärke als in den den Polflächen 36 und 38 benachbarten Außenbereichen. Wie in Fig. 2 dargestellt, können die Veränderungen der Wandstärke kontinuierlich sein, natürlich ist auch eine stufenförmige Abnahme zum Mittelbereich hin denkbar.
• Eine dritte Möglichkeit ist in Fig. 3 dargestellt, dort sind weder Ausnehmungen noch Veränderungen in der Wand­stärke der Hülse 32 vorgesehen. Dafür ist die Material­zusammensetzung im Außenbereich anders als im Mittelbe­reich, so daß im Außenbereich in der Nähe der Polflächen 36 und 38 eine höhere Dotierung mit ferromagnetischem Material vorgesehen ist als im Mittelbereich.
• Selbstverständlich ist es auch möglich, sämtliche Effek­te miteinander zu kombinieren, so kann z. B. eine un­terschiedlich dotierte Hülse 32 nach Fig. 3 zusätzlich mit Löchern 34 nach Fig. 1 versehen werden, und auch die Maßnahmen nach Fig. 2, nämlich die Wandstärke zu variie­ren, ist gleichzeitig einsetzbar.

Claims (5)

1. Stelleinrichtung für ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine mit
a) einer hin- und herbewegbaren Ankerplatte, deren eine Stellung der Offenstellung des Gaswechselven­tils und deren andere Stellung der Schließstellung des Gaswechselventils zugeordnet ist,
b) einer ersten Magnetspule, an deren Polflächen die Ankerplatte in der einen Stellung angenähert ist,
c) einer zweiten Magnetspule, an deren Polflächen die Ankerplatte in der anderen Stellung angenähert ist,
d) wobei die Ankerplatte in ihrer Bewegung in einer Hülse geführt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Dichte aus ferromagnetischem Material am oberen und unteren Rand der als Zylindermantel ausgeführten Hülse größer ist als im Mittelbereich.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Hülse in ihrer Materialzusammenset­zung im oberen und unteren Bereich einen größeren Anteil an ferromagnetischem Material aufweist.

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse im oberen und unteren Bereich eine höhere Wandstärke gegenüber dem mittle­ren Bereich aufweist.

4. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylindermantel in der Mitte der Hülse Materialabtragungen vorgesehen sind.

5. Stelleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß in dem Zylindermantel in der Mitte der Hülse Löcher vorgesehen sind.

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