EP0748416B1 - Electromagnetically actuated valve in an internal combustion engine - Google Patents
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- EP0748416B1 EP0748416B1 EP95942673A EP95942673A EP0748416B1 EP 0748416 B1 EP0748416 B1 EP 0748416B1 EP 95942673 A EP95942673 A EP 95942673A EP 95942673 A EP95942673 A EP 95942673A EP 0748416 B1 EP0748416 B1 EP 0748416B1
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- EP
- European Patent Office
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- spring element
- gas exchange
- anchor
- electromagnets
- exchange valve
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means
Definitions
- Electromagnetically actuated actuators of gas exchange valves on internal combustion engines are known for example from EP-A-0 043 426 and EP-A-0 197 357.
- the known from these publications Designs however, have a high specific power-to-weight ratio and a large footprint so that when used as actuators for gas exchange valves Internal combustion engines of modern design, especially those with Multi-valve operation, cannot be used.
- Comparable actuators are, for example known from US-A-4,841,923, US-A-4,777,915 and US-A-5,548,263. These systems have two with their pole faces facing each other facing, spaced electromagnets on between which an anchor against the force of resetting spring elements movable back and forth is.
- the resetting spring elements are inside the Electromagnets arranged and the armature fixed to the shaft of the gas exchange valve to be actuated.
- the restoring spring elements are enclosed by the electromagnets are, there is a large construction volume with the Disadvantages already mentioned above.
- Another disadvantage consists of the anchor being firmly attached to the shaft of the Gas exchange valve is connected, so that such an actuator must be mounted on the internal combustion engine and cannot be easily replaced.
- US-A-4,831,973 is also a Actuator with outside the electromagnet return springs known.
- the invention has for its object the previously known electromagnetic actuators in their construction simplify and thus to a more compact space-saving Design to arrive.
- Electromagnetic actuator with the specified in claim 1 Features.
- a spring element acts directly on the armature and the counteracting other spring element acts according to Art a return spring on the actuator on the armature.
- This design enables effective use of the pole faces, resulting in a more compact form of the actuator overall leads.
- Another advantage of this design is that the Gas exchange valve as before, with one in the closing direction acting valve spring is provided at the same time serves as one of the spring elements of the actuator, the acts on the anchor of the actuator. Therefore there is an advantage of the invention in that the spring elements on the End faces of the electromagnet are arranged.
- the connecting rod is divided is executed, with a part firmly connected to the anchor and the other, the gas exchange valve Part is connected to the associated spring element and through this frictionally connected to the anchor stands.
- the anchor can with the firmly connected part of the push rod a purely axial Carry out movement.
- the part connected to the spring element the push rod can be used when using a coil spring as a spring element, without influencing the armature in their Carry out spring rotation that occurs.
- the magnetic coil with a laminated yoke body is connected, so that the emergence of Eddy currents is reduced.
- one of the two electromagnets in the direction of movement of the anchor slidably mounted and with a Actuator is connected, which is an additional electromagnetic has and by which the distance of the facing each other Pole surfaces of the two electromagnets can be changed is, the displaceably mounted electromagnet in cooperation with the second spring element acting as a return spring are held in two different end positions can.
- FIGS 2 and 3 do not represent Embodiment of the invention. They are for illustration only of technical characteristics of the Dependent claims.
- the actuating device shown in Fig. 1 for actuation a gas exchange valve has two spaced apart Magnets 1 and 2, whose yoke body with magnetic coils 3 and 4 are provided.
- the arrangement is here taken so that the respective pole faces 5 and 6 each other are opposite. Is between the two pole faces 5 and 6 an anchor 7 arranged with a two-part design Push rod 8 is connected, the one push rod part 8.1 is firmly connected to the anchor while the other Push rod part 8.2 sits on the anchor 7.
- the push rod 8 is in a bore 9 of the electromagnet 1 and a bore 10 of the electromagnet 2 out.
- the electromagnet 1 is at its end facing away from the armature 7 provided with a lid-shaped housing 11 which serves as an abutment serves for a spring element 12, which is with his the other end is supported on a plate 13 which is connected to the push rod 8.2 is firmly connected.
- the end face 14 of the electromagnet facing away from the armature 7 2 is the gas exchange valve 15 to be actuated at one Internal combustion engine turned.
- the valve stem 16 of the gas exchange valve 15 is in the usual way in the cylinder head 17 out.
- the free end of the valve stem 16 is firmly connected with a plate-shaped extension 18, which serves as an abutment of a first spring element 19, the is supported with its other end on the cylinder head 17.
- the spring element 19 is here as well as the Fe derelement 12 formed as a helical compression spring, so that both spring elements act against each other, the spring element 19 at the same time as the closing spring of the gas exchange valve serves.
- the spring element 12 on one side and the spring element 19 on the other side of the armature 7 are now designed that the equilibrium position of the armature 7 approximately in the middle between the two opposite pole faces 5 and 6 of the electromagnets 1 and 2.
- the spring element 12 be designed with a progressive characteristic so that the Equilibrium position from the center position towards moves on the electromagnet 1 and thus a simpler Starting is possible.
- the power supply is now to Electromagnet 1 switched off and the power supply to the electromagnet 2 switched on after a certain time.
- the armature 7 is no longer on the pole face of the Electromagnet 1 held so that the spring element 12 the Anchor 7 towards the middle position between the two Pole surfaces of magnets 1 and 2 can move. in this connection the spring element 19 is loaded.
- FIG. 2 shows a special embodiment of the embodiment an electromagnetic actuator for actuation a gas exchange valve shown with is provided with a spring arrangement, as shown below of Fig. 3 is described.
- the arrangement shown in Fig. 2 again has an upper electromagnet 1 and one lower electromagnet 2, which are at a distance from each other are arranged and between which an armature 7 is axially movable is guided, via its push rod 8 on the valve stem 16 of the gas exchange valve 15 can act.
- Fig. 3 the gem in the embodiment.
- Fig. 2 shown also slim design in details shown and described.
- the magnet 2 is only indicated in the illustration.
- the anchor 7 only indicated here is above the push rod 8 with a bell-shaped abutment element 13.1 provided.
- the second spring element 12 is supported here with one end on the free edge 13.2 of the abutment 13.1 and with its other end on the end face 14 of the magnet 2.
- the one connected to the valve stem 16 plate-shaped approach 18 is located within the bell-shaped abutment 13.1 and here is how 1, via the first spring element 19 supported on the surface of the cylinder head 17.
- the two spring elements 12 and 19 can be nested the embodiment acc. Fig. 1 reduces the overall height be without the compact slim design of the electromagnet is abandoned.
- the method of operation corresponds to that based on 1 described method of operation.
- the two spring elements Despite their different geometrical shapes, 12 and 19 Dimensions the same spring stiffness. To make things easier the "start", the spring element 12, such described above, have a progressive characteristic.
- Electromagnet 2 connected coupling element 24 is formed becomes.
- the electromagnet 1 and the additional magnet 22 are here rigidly with a schematically indicated carrier 26 connected to the cylinder head 17.
- the anchor plate 23 of the adjusting device is located at the position of the dashed line 28.
- the second spring element 12 is also the return spring.
- the "working direction" of the additional magnet should be made in this way be that the position of the slidable magnet currentless additional magnet corresponds to normal operating mode.
- Represents the mode of operation with a long stroke represents "normal operation", the anchor plate 23 arranged on the other side of the additional magnet 22 his.
- a magnetically actuated actuating device 21 can also be a mechanical, hydraulic or pneumatic adjustment of the stroke length of the armature 7 by moving of the magnet 2 may be provided.
- coil springs can also use torsion springs or spiral springs, for example Leaf springs are used.
- the magnets can have a circular cross section in horizontal section, but also a rectangular or square cross section exhibit. The latter is favorable for the laminated yoke body.
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Description
Elektromagnetisch betätigbare Stellvorrichtungen zur Betätigung von Gaswechselventilen an Brennkraftmaschinen sind bekannt, so beispielsweise aus EP-A-0 043 426 und EP-A-0 197 357. Die aus diesen Druckschriften bekannten Bauformen weisen jedoch ein hohes spezifisches Leistungsgewicht und einen hohen Raumbedarf auf, so daß sie bei der Anwendung als Stellvorrichtungen für Gaswechselventile an Brennkraftmaschinen moderner Bauart, insbesondere solchen mit Mehrventilbetrieb, nicht einsetzbar sind.Electromagnetically actuated actuators of gas exchange valves on internal combustion engines are known for example from EP-A-0 043 426 and EP-A-0 197 357. The known from these publications Designs, however, have a high specific power-to-weight ratio and a large footprint so that when used as actuators for gas exchange valves Internal combustion engines of modern design, especially those with Multi-valve operation, cannot be used.
Vergleichbare Betätigungsvorrichtungen sind beispielsweise aus US-A-4,841,923, US-A-4,777,915 und US-A-5,548,263 bekannt. Diese Systeme weisen zwei mit ihren Polflächen einander zugekehrte, mit Abstand zueinander angeordnete Elektromagneten auf, zwischen denen ein Anker gegen die Kraft von rückstellenden Federelementen hin und her bewegbar geführt ist. Die rückstellenden Federelemente sind innerhalb der Elektromagneten angeordnet und der Anker fest mit dem Schaft des zu betätigenden Gaswechselventils verbunden. Dadurch, daß die rückstellenden Federelemente von den Elektromagneten umschlossen sind, ergibt sich ein großes Bauvolumen mit den vorstehend bereits erwähnten Nachteilen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Anker fest mit dem Schaft des Gaswechselventils verbunden ist, so daß eine derartige Stellvorrichtung an der Brennkraftmaschine montiert werden muß und nicht in einfacher Weise ausgetauscht werden kann.Comparable actuators are, for example known from US-A-4,841,923, US-A-4,777,915 and US-A-5,548,263. These systems have two with their pole faces facing each other facing, spaced electromagnets on between which an anchor against the force of resetting spring elements movable back and forth is. The resetting spring elements are inside the Electromagnets arranged and the armature fixed to the shaft of the gas exchange valve to be actuated. As a result of that the restoring spring elements are enclosed by the electromagnets are, there is a large construction volume with the Disadvantages already mentioned above. Another disadvantage consists of the anchor being firmly attached to the shaft of the Gas exchange valve is connected, so that such an actuator must be mounted on the internal combustion engine and cannot be easily replaced.
Aus der US-A-4 831 973 ist außerdem eine Betätigungsvorrichtung mit außerhalb der Elektromagnete befindlichen Rückstellfedern bekannt.US-A-4,831,973 is also a Actuator with outside the electromagnet return springs known.
Aus US-A-3,882,833 ist eine elektromagnetisch betätigbare Stellvorrichtung für ein Gaswechselventil bekannt, die wassergekühlt ist und bei dem die Polflächen der beiden Elektromagneten jeweils nach außen weisen und dementsprechend zwei über eine Koppelstange fest miteinander verbundene Anker vorgesehen sind. Das als Schließfeder wirkende Federelement ist mit dem Schaft des Gaswechselventils verbunden, während das als Öffnungsfeder wirkende Federelement auf der dem Gaswechselventil abgekehrten Stirnseite der Stellvorrichtung angeordnet ist. Die feste Verbindung zwischen den beiden Ankers führt trotz der Kühlung zu nicht zu vermeidenden Längenänderungen der Koppelstange, die zu Änderungen im Abstand zwischen Polfläche und Anker jeweils führen und die Funktion beeinträchtigen können.From US-A-3,882,833 is an electromagnetically actuated Actuating device for a gas exchange valve known to be water-cooled and where the pole faces of the two electromagnets each point outwards and two accordingly Anchors firmly connected to one another are provided via a coupling rod are. The spring element acting as a closing spring is connected to the stem of the gas exchange valve while the spring element acting as an opening spring on the gas exchange valve facing away from the actuator is. The fixed connection between the two anchors leads to unavoidable changes in length despite the cooling the coupling rod, leading to changes in the distance between Guide the pole face and anchor and impair the function can.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbekannten elektromagnetischen Stellvorrichtungen in ihrem Aufbau zu vereinfachen und so zu einer kompakteren raumsparenden Bauform zu gelangen.The invention has for its object the previously known electromagnetic actuators in their construction simplify and thus to a more compact space-saving Design to arrive.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine elektromagnetische Stellvorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the invention by Electromagnetic actuator with the specified in claim 1 Features.
Hierbei wirkt ein Federelement unmittelbar auf den Anker ein und das entgegenwirkende andere Federelement wirkt nach Art einer Rückstellfeder über das Stellorgan auf den Anker ein. Diese Bauform ermöglicht eine effektive Ausnutzung der Polflächen, was zu einer kompakteren Form der Stelleinrichtung insgesamt führt. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß das Gaswechselventil wie bisher, mit einer in Schließrichtung wirkenden Ventilfeder versehen ist, die gleichzeitig als eines der Federelemente der Stellvorrichtung dient, das auf den Anker der Stellvorrichtung einwirkt. Daher besteht ein Vorteil der Erfindung darin, daß die Federelemente an der Stirnseiten der Elektromagneten angeordnet sind.Here, a spring element acts directly on the armature and the counteracting other spring element acts according to Art a return spring on the actuator on the armature. This design enables effective use of the pole faces, resulting in a more compact form of the actuator overall leads. Another advantage of this design is that the Gas exchange valve as before, with one in the closing direction acting valve spring is provided at the same time serves as one of the spring elements of the actuator, the acts on the anchor of the actuator. Therefore there is an advantage of the invention in that the spring elements on the End faces of the electromagnet are arranged.
Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß die Schubstange geteilt ausgeführt ist, wobei ein Teil mit dem Anker fest verbunden ist und der andere, dem Gaswechselventil abgekehrte Teil mit dem zugeordneten Federelement verbunden ist und durch dieses kraftschlüssig mit dem Anker in Verbindung steht. Durch die Unterteilung der Schubstange kann der Anker mit dem festverbundenen Teil der Schubstange eine rein axiale Bewegung ausführen. Der mit dem Federelement verbundene Teil der Schubstange kann bei der Verwendung einer Schraubenfeder als Federelement, ohne Beeinflussung des Ankers die bei ihrer Verformung auftretende Federrotation ausführen.It is particularly advantageous that the connecting rod is divided is executed, with a part firmly connected to the anchor and the other, the gas exchange valve Part is connected to the associated spring element and through this frictionally connected to the anchor stands. By dividing the push rod, the anchor can with the firmly connected part of the push rod a purely axial Carry out movement. The part connected to the spring element the push rod can be used when using a coil spring as a spring element, without influencing the armature in their Carry out spring rotation that occurs.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei den Elektromagneten jeweils die Magnetspule mit einem geblechten Jochkörper verbunden ist, so daß das Entstehen von Wirbelströmen vermindert wird.In an advantageous embodiment of the invention, that in the case of the electromagnets, the magnetic coil with a laminated yoke body is connected, so that the emergence of Eddy currents is reduced.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß einer der beiden Elektromagneten in Bewegungsrichtung des Ankers verschiebbar gelagert und mit einer Stelleinrichtung verbunden ist, die einen Zusatz-Elektromagenten aufweist und durch die der Abstand der einander zugekehrten Polflächen der beiden Elektromagneten veränderbar ist, wobei der verschiebbar gelagerte Elektromagnet im Zusammenwirken mit dem als Rückstellfeder wirkenden zweiten Federelement in zwei verschiedenen Endlagen gehalten werden kann. Hierdurch ist es möglich, den Abstand der Polflächen der beiden einander zugeordneten Elektromagneten und damit auch den Hub des Ankers und dementsprechend auch den Hub des Gaswechselventils zu verändern.In a particularly advantageous embodiment of the invention it is provided that one of the two electromagnets in the direction of movement of the anchor slidably mounted and with a Actuator is connected, which is an additional electromagnetic has and by which the distance of the facing each other Pole surfaces of the two electromagnets can be changed is, the displaceably mounted electromagnet in cooperation with the second spring element acting as a return spring are held in two different end positions can. This makes it possible to determine the distance between the pole faces of the two mutually associated electromagnets and thus also the stroke of the armature and accordingly the stroke of the Change gas exchange valve.
Die Erfindung wird anhand schematischer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Stelleinrichtung eines Gaswechselventils an einem Verbrennungsmotor,
- Fig. 2
- eine Stelleinrichtung mit verstellbarem Hub,
- Fig. 3
- in vergrößerter Darstellung eine spezielle Federschaltung.
- Fig. 1
- an adjusting device according to the invention of a gas exchange valve on an internal combustion engine,
- Fig. 2
- an actuator with adjustable stroke,
- Fig. 3
- a special spring circuit in an enlarged view.
Die Figuren 2 und 3 stellen keine Ausführungsform der Erfindung dar. Sie dienen lediglich der Darstellung von technischen Merkmalen der Unteransprüche.Figures 2 and 3 do not represent Embodiment of the invention. They are for illustration only of technical characteristics of the Dependent claims.
Die in Fig. 1 dargestellte Stelleinrichtung zur Betätigung
eines Gaswechselventils weist zwei mit Abstand zueinander angeordnete
Stellmagnete 1 und 2 auf, deren Jochkörper mit Magnetspulen
3 und 4 versehen sind. Die Anordnung ist hierbei
so getroffen, daß die jeweiligen Polflächen 5 und 6 einander
gegenüberliegen. Zwischen den beiden Polflächen 5 und 6 ist
ein Anker 7 angeordnet, der mit einer zweiteilig ausgebildeten
Schubstange 8 verbunden ist, wobei der eine Schubstangenteil
8.1 fest mit dem Anker verbunden ist, während der andere
Schubstangenteil 8.2 auf dem Anker 7 aufsitzt.The actuating device shown in Fig. 1 for actuation
a gas exchange valve has two spaced apart
Die Schubstange 8 ist jeweils in einer Bohrung 9 des Elektromagneten
1 und einer Bohrung 10 des Elektromagneten 2 geführt.The
Der Elektromagnet 1 ist an seinem dem Anker 7 abgekehrten Ende
mit einem deckelförmigen Gehäuse 11 versehen, das als Widerlager
für ein Federelement 12 dient, das sich mit seinem
anderen Ende an einer Platte 13 abstützt, die mit der Schubstange
8.2 fest verbunden ist.The electromagnet 1 is at its end facing away from the armature 7
provided with a lid-shaped housing 11 which serves as an abutment
serves for a
Die dem Anker 7 abgekehrte Stirnfläche 14 des Elektromagneten
2 ist dem zu betätigenden Gaswechselventil 15 an einer
Brennkraftmaschine zugekehrt. Der Ventilschaft 16 des Gaswechselventils
15 ist hierbei in üblicher Weise im Zylinderkopf
17 geführt. Das freie Ende des Ventilschaftes 16 ist
hierbei mit einem tellerförmigen Ansatz 18 fest verbunden,
der als Widerlager eines ersten Federelementes 19 dient, das
sich mit seinem anderen Ende auf dem Zylinderkopf 17 abstützt.
Das Federelement 19 ist hierbei ebenso wie das Fe
derelement 12 als Schraubendruckfeder ausgebildet, so daß
beide Federelemente gegeneinander wirken, wobei das Federelement
19 zugleich als Schließfeder des Gaswechselventils
dient.The
Das Federelement 12 auf der einen Seite und das Federelement
19 auf der anderen Seite des Ankers 7 sind nun so ausgelegt,
daß die Gleichgewichtslage des Ankers 7 etwa in der Mitte
zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Polflächen 5
und 6 der Elektromagnete 1 und 2 liegt. Hierbei kann eines
der beiden Federelemente, beispielsweise das Federelement 12
mit progressiver Kennlinie ausgestaltet sein, so daß die
Gleichgewichtslage sich aus der Mittenstellung in Richtung
auf den Elektromagneten 1 verschiebt und somit ein einfacheres
Starten möglich ist.The
Wird zum Elektromagneten 1 die Stromzufuhr eingeschaltet,
dann kommt der Anker 7 zur Anlage an der Polfläche 5, wobei
das Federelement 12 zusammengedrückt und das Federelement 19
im wesentlichen entlastet wird. Das Gaswechselventil ist in
dieser Position geschlossen.If the power supply to electromagnet 1 is switched on,
then the armature 7 comes to rest on the pole face 5, whereby
the
Zum Öffnen des Gaswechselventils wird nun die Stromzufuhr zum
Elektromagneten 1 abgeschaltet und die Stromzufuhr zum Elektromagneten
2 nach einem bestimmten Zeitpunkt zugeschaltet.
Dadurch wird der Anker 7 nicht länger an der Polfläche des
Elektromagneten 1 gehalten, so daß das Federelement 12 den
Anker 7 in Richtung auf die Mittelstellung zwischen den beiden
Polflächen der Magnete 1 und 2 verschieben kann. Hierbei
wird das Federelement 19 belastet. To open the gas exchange valve, the power supply is now to
Electromagnet 1 switched off and the power supply to the
Das System schwingt im Betrieb über die Gleichgewichtslage
hinaus auf die andere Seite. Da zwischenzeitlich die Stromzufuhr
zum Elektromagneten 2 eingeschaltet worden ist, wird der
Anker 7 eingefangen und kommt an der Polfläche 6 zur Anlage.
Das Federelement 12 ist nunmehr teilweise entspannt, wohingegen
das Federelement 19 zusammengedrückt ist. Da der Ventilschaft
16 über das Federelement 19 kraftschlüssig in jeder
Stellung mit der Schubstange 8 in Verbindung steht, wird der
Ventilschaft 16 um diesen Betrag verschoben und das Gaswechselventil
entsprechend geöffnet. Zum Schließen des Gaswechselventils
wird wieder umgeschaltet, so daß der vorstehend
beschriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge abläuft.The system swings over the equilibrium position during operation
out to the other side. Since the power supply in the meantime
has been turned on to the
Da nun die Federelemente 12 und 19 jeweils axial und stirnseitig
zu den Elektromagneten 1, 2 angeordnet sind, ergibt
sich eine sehr schlanke Bauart. Gegenüber den vorbekannten
Magnetsystemen, bei denen die Federelemente in die Magnetkörper
integriert sind, ergibt sich ferner eine effektivere Ausnutzung
der Polflächen. Die Unterteilung der Schubstange 8 in
den mit dem Federelement 12 verbundenen Schubstangenteil 8.2
und den mit dem Anker fest verbundenen Schubstangenteil 8.1
einerseits und die Abkoppelung des Schubstangenteils 8.1 von
dem zu betätigenden Stellorgane, hier dem Ventilschaft 16,
der seinerseits mit dem tellerförmigen Ansatz 18 verbunden
ist, ergibt sich der Vorteil, daß die beim Zusammendrücken
und Entlasten der vorzugsweise als Schraubenfedern ausgebildeten
Federelemente 12 und 19 auftretende Rotation jeweils
auf das mit dem Federelement verbundene Bauteil beschränkt
bleibt.Since now the
In Fig. 2 ist eine besondere Ausgestaltung der Ausführungsform
einer elektromagnetischen Stelleinrichtung zur Betätigung
eines Gaswechselventils dargestellt, die mit
einer Federanordnung versehen ist, wie sie nachstehend anhand
von Fig. 3 beschrieben wird. Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung
weist wiederum einen oberen Elektromagneten 1 und einen
unteren Elektromagneten 2 auf, die mit Abstand zueinander
angeordnet sind und zwischen denen ein Anker 7 axial bewegbar
geführt ist, der über seine Schubstange 8 auf den Ventilschaft
16 des Gaswechselventils 15 einwirken kann.2 shows a special embodiment of the embodiment
an electromagnetic actuator for actuation
a gas exchange valve shown with
is provided with a spring arrangement, as shown below
of Fig. 3 is described. The arrangement shown in Fig. 2
again has an upper electromagnet 1 and one
In Fig. 3 ist die beim Ausführungsbeispiel gem. Fig. 2 dargestellte,
ebenfalls schlankbauende Ausführung in Einzelheiten
dargestellt und beschrieben. Ausgehend von einer Magnetanordnung,
wie sie anhand von Fig. 1 beschrieben ist, sind hier
beide Federelemente 12 und 19 auf der dem Stellorgan 15 zugekehrten
Stirnseite des untenliegenden Magneten 2 angeordnet
sind. In der Darstellung ist der Magnet 2 lediglich angedeutet.
Der hier nur angedeutete Anker 7 ist über sehe Schubstange
8 mit einem glockenförmig ausgebildeten Widerlagerelement
13.1 versehen. Das zweite Federelement 12 stützt sich
hierbei mit einem Ende auf dem freien Rand 13.2 des Widerlagers
13.1 ab und mit seinem anderen Ende auf der Stirnfläche
14 des Magneten 2. Der mit dem Ventilschaft 16 verbundene
tellerförmige Ansatz 18 befindet sich hierbei innerhalb des
glockenförmigen Widerlagers 13.1 und ist hierbei, wie anhand
von Fig. 1 beschrieben, über das erste Federelement 19 auf
der Oberfläche des Zylinderkopfs 17 abgestützt. Durch diese
Verschachtelung der beiden Federelemente 12 und 19 kann gegenüber
der Ausführungsform gem. Fig. 1 die Bauhöhe reduziert
werden, ohne daß die kompakte schlanke Bauform der Elektromagnete
aufgegeben wird. Die Arbeitsweise entspricht der anhand
von Fig. 1 beschriebenen Arbeitsweise. Die beiden Federelemente
12 und 19 besitzen trotz der unterschiedlichen geometrischen
Abmessungen die gleiche Federsteifigkeit. Zur Erleichterung
des "Anfahrens" kann das Federelement 12, wie
vorstehend beschrieben, eine progressive Kennlinie aufweisen.In Fig. 3 the gem in the embodiment. Fig. 2 shown
also slim design in details
shown and described. Starting from a magnet arrangement,
as described with reference to Fig. 1 are here
both
Bei der
Ausführungsform gem. Fig. 2 ist der Elektromagnet 2 in Richtung
des Doppelpfeiles 20 verschiebbar gelagert und mit einer Verstelleinrichtung
21 verbunden, die bei dem hier dargestellten
Ausführungsbeispiel im wesentlichen durch einen Zusatzmagneten
22 einer Ankerplatte 23 und einem mit dem zu verschiebenden
Elektromagneten 2 verbundenen Koppelelement 24 gebildet
wird. Der Elektromagnet 1 und der Zusatzmagnet 22 sind hierbei
über einen schematisch angedeuteten Träger 26 starr mit
dem Zylinderkopf 17 verbunden.In the
Embodiment according to Fig. 2 is the
Ist der Zusatzmagnet 22 stromlos gesetzt, wird unter der Wirkung
einer entsprechenden Rückstellfeder der verschiebbar gelagerte
Elektromagnet 2 gegen einen Distanzhalter 27 gedrückt,
der den lichten Abstand zwischen den beiden Polflächen
5 und 6 und damit den möglichen Hub des Ankers 7 vorgibt.
Hierbei befindet sich die Ankerplatte 23 der Verstelleinrichtung
in Höhe der gestrichelt dargestellten Positionslinie
28. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet
das zweite Federelement 12 zugleich die Rückstellfeder.If the
Wird nun der Elektromagnet 22 erregt, wird die Ankerplatte 23
angezogen und der verschiebbar gelagerte Magnet 2 gegen das
Stellorgan vorgeschoben, so daß der lichte Abstand zwischen
den beiden Polflächen 5 und 6 um den vorgegebenen Hub vergrößert
ist und dementsprechend auch der Arbeitshub des Ankers 7
um dieses Maß erhöht ist. Bei der Anwendung auf ein Gaswechselventil
als Stellorgan ergibt sich somit die Möglichkeit,
während der Einschaltzeit des Zusatzmagneten 22 einen höheren
Ventilhub zu bewirken, so daß ein derart angesteuertes Gaswechselventil
mit zwei unterschiedlichen Hubweiten und damit
mit zwei unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten betrieben
werden kann.If the
Die "Arbeitsrichtung" des Zusatzmagneten sollte so getroffen
werden, daß die Position des verschiebbaren Magneten bei
stromlosem Zusatzmagneten der Normalbetriebsweise entspricht.
Stellt die Betriebsweise mit kurzem Hub des Ankers 7 den
"Normalbetrieb" dar, dann befindet sich die Ankerplatte 23 in
der gestrichelten Position gem. Fig. 2. Stellt die Betriebsweise
mit langem Hub den "Normalbetrieb" dar, muß die Ankerplatte
23 auf der anderen Seite des Zusatzmagneten 22 angeordnet
sein. Es ergibt sich eine Energieersparnis, wenn der
Zusatzmagnet nur während der jeweiligen "Sonderbetriebsphase"
erregt wird. Anstelle einer magnetisch betätigbaren Stelleinrichtung
21 kann auch eine mechanische, hydraulische oder
pneumatische Verstellung der Hubweite des Ankers 7 durch Verschieben
des Magneten 2 vorgesehen sein.The "working direction" of the additional magnet should be made in this way
be that the position of the slidable magnet
currentless additional magnet corresponds to normal operating mode.
Represents the operating mode with a short stroke of the armature 7
"Normal operation" is then the
Anstelle oder in Kombination mit den beschriebenen Schraubenfedern können auch Torsionsfedern oder Biegefedern, beispielsweise Blattfedern verwendet werden.Instead of or in combination with the described coil springs can also use torsion springs or spiral springs, for example Leaf springs are used.
Die Magnete können im Horizontalschnitt einen Kreisquerschnitt, aber auch einem Rechteck- oder Quadratquerschnitt aufweisen. Letzteres ist günstig für den geblechten Jochkörper.The magnets can have a circular cross section in horizontal section, but also a rectangular or square cross section exhibit. The latter is favorable for the laminated yoke body.
Claims (3)
- Electromagnetic adjustment device of a gas exchange valve (15) in an internal combustion engine, the gas exchange valve being provided with an extension (18) and being impinged upon by a first spring element (19) in closure direction of the gas exchange valve, the adjustment device having at least one connecting rod (8) which acts upon the gas exchange valve (15) to be actuated and communicates with an anchor (7) which is guided in a movable fashion back and forth between the pole faces (5, 6) of two electromagnets (1, 2) which are disposed at an axial spacing from each other, and which anchor, when the electromagnets (1, 2) are set to be currentless, is held in an intermediate position between the pole faces (5, 6) by a second spring element (12) acting in opposition to the first spring element (19), characterised in that the spring elements (12, 19) are disposed outwith the electromagnets (1, 2) respectively on their end sides, and in that the connecting rod (8) has a divided configuration, one part (8.1) being securely connected to the anchor (7) and the other part (8.2), which is orientated away from the gas exchange valve (15), being connected to the assigned second spring element (12) and communicating in a frictional manner with the anchor (7) by means of said spring element (12).
- Adjustment device according to claim 1, characterised in that the magnetic coils (3, 4) in the case of the electromagnets (1, 2) are disposed in a laminated yoke body.
- Adjustment device according to claim 1 or 2, characterised in that one of the two electromagnets (2) is mounted displaceably in the direction of movement (20) of the anchor (7) and is connected to an adjustment device (21) which has an additional electromagnet (22) and by means of which the spacing of the pole faces (5, 6) of the two electromagnets (1, 2), which pole faces are orientated towards each other, is changeable, the displaceably mounted electromagnet (2) being positionable in two different end positions in cooperation with the second spring element operating as a return spring.
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