EP1264968A2 - Apparatus for actuating a valve with variable lift in an internal combustion engine - Google Patents

Apparatus for actuating a valve with variable lift in an internal combustion engine Download PDF

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EP1264968A2
EP1264968A2 EP02011686A EP02011686A EP1264968A2 EP 1264968 A2 EP1264968 A2 EP 1264968A2 EP 02011686 A EP02011686 A EP 02011686A EP 02011686 A EP02011686 A EP 02011686A EP 1264968 A2 EP1264968 A2 EP 1264968A2
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EP
European Patent Office
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actuators
connecting part
valve
movable
drive element
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EP02011686A
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EP1264968B1 (en
EP1264968A3 (en
Inventor
Klaus Dr.-Ing. Gebauer
Stefan Dipl.-Ing. Kellermann
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ZF Automotive Germany GmbH
Original Assignee
TRW Deutschland GmbH
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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

  • the invention relates to a device for actuating a gas exchange valve an internal combustion engine, with one acting on the valve stem Drive element, two on both sides of the drive element in the axial direction spaced apart actuators and at least one return spring.
  • each valve is through two in the axial direction (usually the direction of the valve stem) and actuators acting in opposite directions. Attacking the valve stem return springs, which also act in opposite directions, load the valve into one Middle position between open and closed positions.
  • electromagnetic Actuators have a magnetic yoke and one that is coupled to the valve stem Anchor. The valve lift is the sum of the strokes of the two actuators certainly. The stroke of each actuator is in turn due to the installation of the armature on Magnet yoke determined. With conventional valve trains, it is reduced to one Compromise value set between engine performance and fuel consumption.
  • the invention provides a device for actuating a Gas exchange valve of an internal combustion engine created an optimization engine performance and fuel consumption.
  • the stroke of the gas exchange valve by setting the effective axial Distance of the actuators variable.
  • the valve lift is increased as required or scaled down to increase engine performance and fuel consumption influence.
  • the change in valve lift is preferably carried out continuously, so that a very precise adaptation to the operation of the engine is possible.
  • the variation of the axial distance between the actuators can be very simple with one transverse to the axial direction and thus transverse to the axis of one Connecting part (via which the drive element acts on the valve stem) movable slide take place, which has a ramp surface on which one of the Actuators is axially supported.
  • the connecting part is preferably a coaxial rod extending to the valve stem.
  • the restoring forces the return spring adapted to the variable valve lift.
  • This will be Adjustment spring abutment adjusted.
  • This adjustment of the abutment Return spring is preferably synchronized with the adjustment of the valve lift, especially by means of the same actuator. So that the restoring force in the The closed position is independent of the size of the valve lift Increasing the valve lift a relief and reducing the Valve strokes increase the preload of the return spring.
  • FIG 1 is a valve stem X of a gas exchange valve for a Internal combustion engine shown broken off.
  • On the upper face of the Valve stem X is in the position shown in Figure 1 as a rod formed connecting part 10 on which a drive element in the form an anchor plate 12 is rigidly attached.
  • the anchor plate 12 is perpendicular to Axis of the valve stem X and that of the coaxial connecting part 10 each of the two opposite sides of the anchor plate 12 is one electromagnetic actuator 14 and 16 respectively.
  • the actuators 14, 16 are in the axial direction and thus in the direction of the axis of the connecting part 10 spaced from each other.
  • Each actuator 14, 16 has a winding 18, 18a and a magnetic yoke 20, 20a surrounding it.
  • the generally pot-shaped Magnet yoke 20, 20a is surrounded by a housing 22, 22a.
  • the anchor plate 12 is located between the pole faces of the magnet yokes 20, 20a.
  • An end of Connecting part 10 is provided with a spring plate 11 on which one helical return spring 24 is supported.
  • the actuators 14, 16 are arranged coaxially to the connecting part 10 and are axially by this projects through.
  • One of the two actuators can be moved axially to the other actuator, 14 in FIG. 1.
  • a slide 30 provided, which is displaceable perpendicular to the axis of the connecting part 10 and carries two ramp surfaces 30a, 30b. Are on the ramp surfaces 30a, 30b corresponding inclined surfaces on the yoke halves 20 and 20a of the actuator 16 supported.
  • the return spring 24 is on at its end facing the actuators supported an abutment, which is formed by a support wedge 32, the of the return spring 24 facing away from the ramp surface on a wedge-shaped slide 34 is supported.
  • the slider 34 is perpendicular to the axis of the Connecting part 10 slidable. By moving the slide 34 the support wedge 32 raised or lowered to the bias of the Return spring 24 to change.
  • valve stem X If the valve is in the middle position between the open position when the actuators are at rest and should be in the closed position, a further return spring Y in opposite arrangement to the return spring 24 arranged on the valve stem X, which strives to press the valve stem X against the connecting part 10.
  • the slides 30, 34 are rigidly interconnected by a bridge member 36 coupled and are synchronously by an actuator (not shown) postponed.
  • the slider 34 has a ramp surface 34a that is complementary to the ramp surfaces 30a, 30b of the slider 30 is inclined.
  • An adjusting screw Z is used to adjust the central position of the anchor plate 12th
  • the slider 30 is part of the magnetic yoke 20a and consists of a ferromagnetic material. On its side facing the anchor plate 12 the slider 30 forms a pole face; he is on his opposite side provided with the ramp surfaces 30a, 30b.
  • the magnetic yoke 20a has accordingly beveled support surfaces on which the ramp surfaces 30a, 30b slide are guided.
  • the armature plate 12 is in contact with the pole face of the magnetic yoke 20, corresponding to the open position of the gas exchange valve.
  • the stroke of the gas exchange valve according to FIG. 2 is set to the maximum value H 1 , corresponding to the maximum distance between the armature plate 12 and the pole face of the magnetic yoke 20a.
  • the return spring 24 is additionally loaded by the slide 34 and has an axial length S 1 , corresponding to the distance between the spring plate 10a at the free end of the valve stem and the opposite abutment of the return spring 24.
  • the slides 30 and 34 are each replaced by two slider parts 30 1 , 30 2 and 34 1 , 34 2 which can be moved in opposite directions.
  • the slide parts are moved towards or away from each other by an actuator perpendicular to the axis of the valve stem.
  • the ramp surfaces of the slide portions 30 1, 30 2 opposite to the inclination of the corresponding ramp surfaces of the slide portions 34 1, 34 2 are inclined, as shown in Figures 4 and 5, the movement of the ramp portions 30 1, 30 2 opposite to the movement must of Ramp parts 34 1 , 34 2 take place.
  • FIG. 4 shows the setting for maximum stroke H 1 analogously to FIG. 2
  • FIG. 5 shows the setting for minimum stroke H 2 analogously to FIG.
  • both sizes can be varied in relation to each other.
  • an actuator the one Pivots on a two-armed lever 42.
  • the slide 30 is connected, at the other end of the slide 34.
  • the slider 30, 34 are moved in opposite directions in this embodiment.
  • the ratio of the movements of the slider 30, 34 is determined by the position of the Actuator 40 determined between the ends of the two-armed lever 42. By a double arrow indicates that this position can be changed.
  • FIG. 7 shows the slider 30 in a side view in section
  • FIG. 8 shows him in top view.
  • a cutout 30c which protrudes through the connecting part 10.
  • FIG. 9 shows an embodiment analogous to FIG Figures 2 and 3, in which the slider 30, 34 are shifted in the same direction. As in FIG. 1, they are connected to and above one another by a bridge member 36 coupled to a common actuator. In the path between Bridge member 36 and the slider 34 is an actuator 44 with which the Biasing force of the return spring 24 can also be changed.
  • Figure 10 shows an embodiment of an actuator with a parallel to the axis of the connecting part 10 and the valve stem X reciprocating actuating rod 46, the articulated arms 48, 50 with the oppositely movable slide parts 30 1 , 30 2 and further articulated arms 52, 54 with the slider parts 34 1 , 34 2, which are also movable in opposite directions, is coupled.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

The system is designed so that the lift of the gas changing valve is variable by adjusting the effective axial distance of the actuators (14,16). The lift is adjustable gradually without steps. The return spring (24) is supported at an abutment (11), which is adjustable in the sense of an unaltered return force in the closed condition with the changed lift of the gas changing valve.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, mit einem auf den Ventilschaft wirkenden Antriebselement, zwei beiderseits des Antriebselements in axialer Richtung voneinander beabstandeten Aktuatoren und wenigstens einer Rückstellfeder.The invention relates to a device for actuating a gas exchange valve an internal combustion engine, with one acting on the valve stem Drive element, two on both sides of the drive element in the axial direction spaced apart actuators and at least one return spring.

Bei Brennkraftmaschinen mit nockenwellenlosem Ventiltrieb, wie beispielsweise in der DE 199 35 871 A1 beschrieben, wird jedes Ventil durch zwei in axialer Richtung (üblicherweise die Richtung des Ventilschaftes) und entgegengesetzt wirkende Aktuatoren betätigt. Am Ventilschaft angreifende, ebenfalls entgegengesetzt wirkende Rückstellfedern belasten das Ventil in eine Mittellage zwischen Öffnungsstellung und Schließstellung. Elektromagnetische Aktuatoren haben ein Magnetjoch und einen mit dem Ventilschaft gekoppelten Anker. Der Ventilhub ist durch die Summe der Hübe der beiden Aktuatoren bestimmt. Der Hub jedes Aktuators ist seinerseits durch Anlage des Ankers am Magnetjoch bestimmt. Er wird bei herkömmlichen Ventiltrieben auf einen Kompromisswert zwischen Motorleistung und Kraftstoffverbrauch eingestellt.In internal combustion engines with camshaft-less valve train, such as For example, described in DE 199 35 871 A1, each valve is through two in the axial direction (usually the direction of the valve stem) and actuators acting in opposite directions. Attacking the valve stem return springs, which also act in opposite directions, load the valve into one Middle position between open and closed positions. electromagnetic Actuators have a magnetic yoke and one that is coupled to the valve stem Anchor. The valve lift is the sum of the strokes of the two actuators certainly. The stroke of each actuator is in turn due to the installation of the armature on Magnet yoke determined. With conventional valve trains, it is reduced to one Compromise value set between engine performance and fuel consumption.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine geschaffen, die eine Optimierung der Motorleistung und des Kraftstoffverbrauchs ermöglicht. Gemäß der Erfindung ist der Hub des Gaswechselventils durch Einstellung des wirksamen axialen Abstandes der Aktuatoren variabel. Je nach Bedarf wird der Ventilhub vergrößert oder verkleinert, um die Motorleistung und den Kraftstoffverbrauch zu beeinflussen. Vorzugsweise erfolgt die Veränderung des Ventilhubs stufenlos, so dass eine sehr präzise Anpassung an den Betrieb des Motors möglich ist.The invention provides a device for actuating a Gas exchange valve of an internal combustion engine created an optimization engine performance and fuel consumption. According to the invention is the stroke of the gas exchange valve by setting the effective axial Distance of the actuators variable. The valve lift is increased as required or scaled down to increase engine performance and fuel consumption influence. The change in valve lift is preferably carried out continuously, so that a very precise adaptation to the operation of the engine is possible.

Die Variation des axialen Abstandes zwischen den Aktuatoren kann sehr einfach mit einem quer zur axialen Richtung und damit quer zur Achse eines Verbindungsteils (über das das Antriebselement auf den Ventilschaft wirkt) beweglichen Schieber erfolgen, der eine Rampenfläche aufweist, auf der einer der Aktuatoren axial abgestützt ist. Das Verbindungsteil ist bevorzugt eine koaxial zum Ventilschaft verlaufende Stange. Bei Verwendung elektromagnetischer Aktuatoren wird die Polfläche am Joch des einen Aktuators an die Polfläche des anderen angenähert. Der Schieber kann durch einen einfachen hydraulischen, mechanischen oder elektromagnetischen Stellantrieb betätigt werden.The variation of the axial distance between the actuators can be very simple with one transverse to the axial direction and thus transverse to the axis of one Connecting part (via which the drive element acts on the valve stem) movable slide take place, which has a ramp surface on which one of the Actuators is axially supported. The connecting part is preferably a coaxial rod extending to the valve stem. When using electromagnetic Actuators the pole face on the yoke of one actuator to the pole face of the approximated others. The slide can be operated by a simple hydraulic mechanical or electromagnetic actuator.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden die Rückstellkräfte der Rückstellfeder an den variablen Ventilhub angepasst. Dazu wird das Widerlager der Rückstellfeder verstellt. Diese Verstellung des Widerlagers der Rückstellfeder erfolgt vorzugsweise synchron mit der Verstellung des Ventilhubs, insbesondere mittels desselben Stellantriebs. Damit die Rückstellkraft in der Schließstellung unabhängig von der Größe des Ventilhubs ist, erfolgt bei Vergrößerung des Ventilhubs eine Entlastung und bei Verkleinerung des Ventilhubs eine Erhöhung der Vorspannung der Rückstellfeder.In preferred embodiments of the invention, the restoring forces the return spring adapted to the variable valve lift. This will be Adjustment spring abutment adjusted. This adjustment of the abutment Return spring is preferably synchronized with the adjustment of the valve lift, especially by means of the same actuator. So that the restoring force in the The closed position is independent of the size of the valve lift Increasing the valve lift a relief and reducing the Valve strokes increase the preload of the return spring.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:

  • Figur 1 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils;
  • Figur 2 eine Prinzipskizze der Vo rrichtung in einem ersten Einstellzustand;
  • Figur 3 eine Prinzipskizze der Vo rrichtung in einem zweiten Einstellzustand;
  • Figur 4 eine Prinzipskizze einer abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung in einem ersten Einstellzustand;
  • Figur 5 eine Ansicht analog Figur 4 in einem zweiten Einstellzustand;
  • Figur 6 eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung;
  • Figur 7 eine schematische Seitenansicht eines Einstellschiebers, im Schnitt dargestellt;
  • Figur 8 den Einstellschieber von Figur 7 in Draufsicht;
  • Figur 9 eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform; und
  • Figur 10 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform eines Stellantriebs für die Vorrichtung.
Further advantages and features of the invention result from the following description of several embodiments with reference to the attached drawings. The drawings show:
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a device for actuating a gas exchange valve;
  • Figure 2 is a schematic diagram of the device in a first setting state;
  • Figure 3 is a schematic diagram of the device in a second setting state;
  • Figure 4 is a schematic diagram of a modified embodiment of the device in a first setting state;
  • Figure 5 is a view similar to Figure 4 in a second setting state;
  • Figure 6 is a schematic diagram of another embodiment of the device;
  • Figure 7 is a schematic side view of an adjusting slide, shown in section;
  • Figure 8 shows the slide valve of Figure 7 in plan view;
  • Figure 9 is a schematic diagram of another embodiment; and
  • Figure 10 is a schematic diagram of an embodiment of an actuator for the device.

In Figur 1 ist ein Ventilschaft X eines Gaswechselventils für eine Brennkraftmaschine abgebrochen dargestellt. An der oberen Stirnfläche des Ventilschafts X liegt in der in Figur 1 gezeigten Stellung ein als Stange ausgebildetes Verbindungsteil 10 an, an welchem ein Antriebselement in Form einer Ankerplatte 12 starr befestigt ist. Die Ankerplatte 12 verläuft senkrecht zur Achse des Ventilschaftes X und der des dazu koaxialen Verbindungsteils 10. Auf jeder der zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Ankerplatte 12 ist ein elektromagnetischer Aktuator 14 bzw. 16 angeordnet. Die Aktuatoren 14, 16 sind in Axialrichtung und damit in Richtung der Achse des Verbindungsteils 10 voneinander beabstandet. Jeder Aktuator 14, 16 hat eine Wicklung 18, 18a und ein diese umgebendes Magnetjoch 20, 20a. Das allgemein topfförmige Magnetjoch 20, 20a ist von einem Gehäuse 22, 22a umgeben. Die Ankerplatte 12 befindet sich zwischen den Polflächen der Magnetjoche 20, 20a. Ein Ende des Verbindungsteils 10 ist mit einem Federteller 11 versehen, an dem eine schraubenförmige Rückstellfeder 24 abgestützt ist. Die Aktuatoren 14, 16 sind koaxial zu dem Verbindungsteil 10 angeordnet und werden von diesem axial durchragt.In Figure 1 is a valve stem X of a gas exchange valve for a Internal combustion engine shown broken off. On the upper face of the Valve stem X is in the position shown in Figure 1 as a rod formed connecting part 10 on which a drive element in the form an anchor plate 12 is rigidly attached. The anchor plate 12 is perpendicular to Axis of the valve stem X and that of the coaxial connecting part 10 each of the two opposite sides of the anchor plate 12 is one electromagnetic actuator 14 and 16 respectively. The actuators 14, 16 are in the axial direction and thus in the direction of the axis of the connecting part 10 spaced from each other. Each actuator 14, 16 has a winding 18, 18a and a magnetic yoke 20, 20a surrounding it. The generally pot-shaped Magnet yoke 20, 20a is surrounded by a housing 22, 22a. The anchor plate 12 is located between the pole faces of the magnet yokes 20, 20a. An end of Connecting part 10 is provided with a spring plate 11 on which one helical return spring 24 is supported. The actuators 14, 16 are arranged coaxially to the connecting part 10 and are axially by this projects through.

Einer der zwei Aktuatoren, in Figur 1 der untere Aktuator 16, kann axial verschiebbar zu dem anderen Aktuator, 14 in Figur 1, angeordnet sein. Zur stufenlosen Verstellung des Hubes der Ankerplatte 12 ist ein Schieber 30 vorgesehen, der senkrecht zur Achse des Verbindungsteils 10 verschiebbar ist und zwei Rampenflächen 30a, 30b trägt. Auf den Rampenflächen 30a, 30b sind entsprechende Schrägflächen an den Jochhälften 20 und 20a des Aktuators 16 abgestützt.One of the two actuators, the lower actuator 16 in FIG. 1, can be moved axially to the other actuator, 14 in FIG. 1. to stepless adjustment of the stroke of the anchor plate 12 is a slide 30 provided, which is displaceable perpendicular to the axis of the connecting part 10 and carries two ramp surfaces 30a, 30b. Are on the ramp surfaces 30a, 30b corresponding inclined surfaces on the yoke halves 20 and 20a of the actuator 16 supported.

Alternativ wird der Abstand zwischen den Polflächen der Magnetjoche 20, 20a bei ortsfestem Aktuator 16 verändert.Alternatively, the distance between the pole faces of the magnet yokes 20, 20a changed with stationary actuator 16.

Die Rückstellfeder 24 ist an ihrem den Aktuatoren zugewandten Ende auf einem Widerlager abgestützt, das durch einen Stützkeil 32 gebildet ist, dessen von der Rückstellfeder 24 abgewandte Rampenfläche auf einem keilförmigen Schieber 34 abgestützt ist. Auch der Schieber 34 ist senkrecht zur Achse des Verbindungsteils 10 verschiebbar. Durch die Verschiebung des Schiebers 34 wird der Stützkeil 32 angehoben bzw. abgesenkt, um die Vorspannung der Rückstellfeder 24 zu verändern.The return spring 24 is on at its end facing the actuators supported an abutment, which is formed by a support wedge 32, the of the return spring 24 facing away from the ramp surface on a wedge-shaped slide 34 is supported. The slider 34 is perpendicular to the axis of the Connecting part 10 slidable. By moving the slide 34 the support wedge 32 raised or lowered to the bias of the Return spring 24 to change.

Wenn das Ventil bei ruhenden Aktuatoren eine Mittellage zwischen Öffnungsstellung und Schließstellung einnehmen soll, ist eine weitere Rückstellfeder Y in entgegengesetzter Anordnung zur Rückstellfeder 24 am Ventilschaft X angeordnet, die bestrebt ist, den Ventilschaft X gegen das Verbindungsteil 10 zu drücken.If the valve is in the middle position between the open position when the actuators are at rest and should be in the closed position, a further return spring Y in opposite arrangement to the return spring 24 arranged on the valve stem X, which strives to press the valve stem X against the connecting part 10.

Die Schieber 30, 34 sind durch ein Brückenglied 36 starr miteinander gekoppelt und werden synchron durch einen (nicht gezeigten) Stellantrieb verschoben. Der Schieber 34 hat eine Rampenfläche 34a, die komplementär zu den Rampenflächen 30a, 30b des Schiebers 30 geneigt ist.The slides 30, 34 are rigidly interconnected by a bridge member 36 coupled and are synchronously by an actuator (not shown) postponed. The slider 34 has a ramp surface 34a that is complementary to the ramp surfaces 30a, 30b of the slider 30 is inclined.

Eine Einstellschraube Z dient zur Einstellung der Mittellage der Ankerplatte 12. An adjusting screw Z is used to adjust the central position of the anchor plate 12th

Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 erläutert.The operation of the device will now be described with reference to the Figures 2 and 3 explained.

Bei der in den Figuren 2 und 3 schematisch dargestellten Ausführungsform ist der Schieber 30 Bestandteil des Magnetjochs 20a und besteht aus einem ferromagnetischen Werkstoff. Auf seiner der Ankerplatte 12 zugewandten Seite bildet der Schieber 30 eine Polfläche; auf seiner gegenüberliegenden Seite ist er mit den Rampenflächen 30a, 30b versehen. Das Magnetjoch 20a hat entsprechend abgeschrägte Stützflächen, auf denen die Rampenflächen 30a, 30b gleitend verschiebbar geführt sind. Durch Bewegung des Schiebers 30 senkrecht zur Achse des Ventilschaftes 10 wird der axiale Abstand zwischen den Polflächen der Magnetjoche 20, 20a verändert.In the embodiment shown schematically in Figures 2 and 3 the slider 30 is part of the magnetic yoke 20a and consists of a ferromagnetic material. On its side facing the anchor plate 12 the slider 30 forms a pole face; he is on his opposite side provided with the ramp surfaces 30a, 30b. The magnetic yoke 20a has accordingly beveled support surfaces on which the ramp surfaces 30a, 30b slide are guided. By moving the slider 30 perpendicular to the axis the valve stem 10 is the axial distance between the pole faces of the Magnet yokes 20, 20a changed.

In Figur 2 und Figur 3 befindet sich die Ankerplatte 12 jeweils in Anlage an der Polfläche des Magnetjochs 20, entsprechend der Öffnungsstellung des Gaswechselventils. Der Hub des Gaswechselventils nach Figur 2 ist auf maximalen Wert H1 eingestellt, entsprechend dem maximalen Abstand zwischen der Ankerplatte 12 und der Polfläche des Magnetjochs 20a. Gleichzeitig ist die Rückstellfeder 24 durch den Schieber 34 zusätzlich belastet und hat eine axiale Länge S1, entsprechend dem Abstand zwischen dem Federteller 10a am freien Ende des Ventilschaftes und dem gegenüberliegenden Widerlager der Rückstellfeder 24.In FIG. 2 and FIG. 3, the armature plate 12 is in contact with the pole face of the magnetic yoke 20, corresponding to the open position of the gas exchange valve. The stroke of the gas exchange valve according to FIG. 2 is set to the maximum value H 1 , corresponding to the maximum distance between the armature plate 12 and the pole face of the magnetic yoke 20a. At the same time, the return spring 24 is additionally loaded by the slide 34 and has an axial length S 1 , corresponding to the distance between the spring plate 10a at the free end of the valve stem and the opposite abutment of the return spring 24.

In Figur 3 ist durch Verstellung des Schiebers 30 die Polfläche des Magnetjochs 20a um den maximal möglichen Wert an die Ankerplatte 12 angenähert. Der Hub des Gaswechselventils ist auf den Wert H2 reduziert. Im Extremfall ist H2=Null, und das Gaswechselventil X bleibt geschlossen. Gleichzeitig ist durch Entlastung der Rückstellfeder 24 durch synchrone Einstellbewegung des Schiebers 34 die axiale Länge der Rückstellfeder 24 auf den Wert S2 vergrößert. Damit wird in der entgegengesetzten Schließstellung des Gaswechselventils eine gleichbleibende, vom jeweils eingestellten Ventilhub unabhängige Rückstellkraft der Rückstellfeder 24 gewährleistet. In FIG. 3, by adjusting the slide 30, the pole face of the magnetic yoke 20a is approximated to the armature plate 12 by the maximum possible value. The stroke of the gas exchange valve is reduced to the value H 2 . In the extreme case, H 2 = zero and the gas exchange valve X remains closed. At the same time, the axial length of the return spring 24 is increased to the value S 2 by relieving the return spring 24 by means of a synchronous adjusting movement of the slide 34. In the opposite closed position of the gas exchange valve, this ensures a constant restoring force of the restoring spring 24 that is independent of the valve stroke set in each case.

Bei der in den Figuren 4 und 5 schematisch gezeigten Ausführungsform sind die Schieber 30 und 34 jeweils durch zwei gegensinnig bewegbare Schieberteile 301, 302 bzw. 341, 342 ersetzt. Die Schieberteile werden durch einen Stellantrieb senkrecht zur Achse des Ventilschaftes aufeinander zu oder voneinander fort bewegt. Wenn die Rampenflächen der Schieberteile 301, 302 entgegengesetzt zur Neigung der entsprechenden Rampenflächen der Schieberteile 341, 342 geneigt sind, wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt, muß die Bewegung der Rampenteile 301, 302 entgegengesetzt zu der Bewegung der Rampenteile 341, 342 erfolgen. Figur 4 zeigt analog Figur 2 die Einstellung auf maximalen Hub H1, und Figur 5 zeigt analog Figur 3 die Einstellung auf minimalen Hub H2.In the embodiment shown schematically in FIGS. 4 and 5, the slides 30 and 34 are each replaced by two slider parts 30 1 , 30 2 and 34 1 , 34 2 which can be moved in opposite directions. The slide parts are moved towards or away from each other by an actuator perpendicular to the axis of the valve stem. When the ramp surfaces of the slide portions 30 1, 30 2 opposite to the inclination of the corresponding ramp surfaces of the slide portions 34 1, 34 2 are inclined, as shown in Figures 4 and 5, the movement of the ramp portions 30 1, 30 2 opposite to the movement must of Ramp parts 34 1 , 34 2 take place. FIG. 4 shows the setting for maximum stroke H 1 analogously to FIG. 2, and FIG. 5 shows the setting for minimum stroke H 2 analogously to FIG.

Trotz der Möglichkeit, mit demselben Stellantrieb sowohl den Hub des Gaswechselventils als auch die Rückstellkraft der Rückstellfeder zu verändern, können beide Größen im Verhältnis zueinander variiert werden. Bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform ist mit 40 ein Stellantrieb bezeichnet, der eine Schwenkbewegung auf einen zweiarmigen Stellhebel 42 ausübt. Am einen Ende des Hebels 42 ist der Schieber 30 angeschlossen, am anderen Ende der Schieber 34. Die Schieber 30, 34 werden bei dieser Ausführungsform gegensinnig bewegt. Das Verhältnis der Bewegungen der Schieber 30, 34 wird durch die Lage des Stellantriebs 40 zwischen den Enden des zweiarmigen Hebels 42 bestimmt. Durch einen Doppelpfeil ist angedeutet, daß diese Lage verändert werden kann. Durch einen weiteren Doppelpfeil zwischen dem zweiarmigen Hebel 42 und dem Schieber 34 ist angedeutet, daß im Stellweg zum Schieber 34 eine weitere Stellvorrichtung 44 angeordnet sein kann, die einerseits zur Grundstellung genutzt, mit der andererseits aber auch die Position des Schiebers 34 zusätzlich verändert werden kann.Despite the possibility of using the same actuator both the stroke of the To change the gas exchange valve as well as the restoring force of the restoring spring, both sizes can be varied in relation to each other. In the case of FIG shown embodiment is designated by 40 an actuator, the one Pivots on a two-armed lever 42. At one end the lever 42, the slide 30 is connected, at the other end of the slide 34. The slider 30, 34 are moved in opposite directions in this embodiment. The ratio of the movements of the slider 30, 34 is determined by the position of the Actuator 40 determined between the ends of the two-armed lever 42. By a double arrow indicates that this position can be changed. By another double arrow between the two-armed lever 42 and the Slider 34 is indicated that another in the travel path to the slider 34 Adjustment device 44 can be arranged, on the one hand to the basic position used, on the other hand, but also the position of the slide 34 in addition can be changed.

Figur 7 zeigt den Schieber 30 in Seitenansicht im Schnitt dargestellt, Figur 8 zeigt ihn in Draufsicht. Zwischen den beiden Schieberteilen, an denen die Rampenflächen 30a, 30b gebildet sind, ist eine Aussparung 30c vorhanden, durch die das Verbindungsteil 10 hindurchragt. FIG. 7 shows the slider 30 in a side view in section, FIG. 8 shows him in top view. Between the two slide parts on which the Ramp surfaces 30a, 30b are formed, there is a cutout 30c which protrudes through the connecting part 10.

Figur 9 zeigt als Alternative zu Figur 6 eine Ausführungsform analog den Figuren 2 und 3, bei welcher die Schieber 30, 34 gleichsinnig verschoben werden. Sie sind wie bei Figur 1 durch ein Brückenglied 36 miteinander und über dieses an einen gemeinsamen Stellantrieb angekoppelt. Im Stellweg zwischen dem Brückenglied 36 und dem Schieber 34 befindet sich ein Stellglied 44, mit dem die Vorspannkraft der Rückstellfeder 24 zusätzlich verändert werden kann.As an alternative to FIG. 6, FIG. 9 shows an embodiment analogous to FIG Figures 2 and 3, in which the slider 30, 34 are shifted in the same direction. As in FIG. 1, they are connected to and above one another by a bridge member 36 coupled to a common actuator. In the path between Bridge member 36 and the slider 34 is an actuator 44 with which the Biasing force of the return spring 24 can also be changed.

Figur 10 zeigt eine Ausführungsform eines Stellantriebs mit einer parallel zur Achse des Verbindungsteils 10 und des Ventilschaftes X hin und her beweglichen Stellstange 46, die über Gelenkarme 48, 50 mit den gegensinnig beweglichen Schieberteilen 301, 302 und über weitere Gelenkarme 52, 54 mit den ebenfalls gegensinnig bewegbaren Schieberteilen 341, 342 gekoppelt ist.Figure 10 shows an embodiment of an actuator with a parallel to the axis of the connecting part 10 and the valve stem X reciprocating actuating rod 46, the articulated arms 48, 50 with the oppositely movable slide parts 30 1 , 30 2 and further articulated arms 52, 54 with the slider parts 34 1 , 34 2, which are also movable in opposite directions, is coupled.

Claims (20)

Vorrichtung zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, mit einem auf den Ventilschaft wirkenden Antriebselement, zwei beiderseits des Antriebselements in axialer Richtung voneinander beabstandeten Aktuatoren und wenigstens einer Rückstellfeder, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des Gaswechselventils durch Einstellung des wirksamen axialen Abstandes der Aktuatoren variabel ist.Device for actuating a gas exchange valve of an internal combustion engine, with a drive element acting on the valve stem, two actuators spaced apart on both sides of the drive element in the axial direction and at least one return spring, characterized in that the stroke of the gas exchange valve is variable by adjusting the effective axial distance between the actuators. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des Gaswechselventils stufenlos einstellbar ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the stroke of the gas exchange valve is infinitely adjustable. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder an einem Widerlager abgestützt ist, das im Sinne einer unveränderten Rückstellkraft in der Schließstellung bei verändertem Hub des Gaswechselventils verstellbar ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the return spring is supported on an abutment which is adjustable in the closed position with a changed stroke of the gas exchange valve in the sense of an unchanged restoring force. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des axialen Abstandes der Aktuatoren mit der Verstellung der Widerlager kombiniert ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the adjustment of the axial distance of the actuators is combined with the adjustment of the abutment. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Aktuatoren axial auf einer Rampenfläche abgestützt ist, die quer zur axialen Richtung beweglich ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the actuators is axially supported on a ramp surface which is movable transversely to the axial direction. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlager auf Rampenflächen abgestützt sind, die quer zur axialen Richtung beweglich sind.Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the abutments are supported on ramp surfaces which are movable transversely to the axial direction. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampenflächen der Aktuatoren und die des Widerlagers durch einen gemeinsamen Stellantrieb bewegt werden. Apparatus according to claim 6, characterized in that the ramp surfaces of the actuators and that of the abutment are moved by a common actuator. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampenfläche, auf der das Widerlager abgestützt ist, an einem quer zur axialen Richtung beweglichen Stützkeil gebildet ist.Device according to one of claims 6 and 7, characterized in that the ramp surface on which the abutment is supported is formed on a support wedge movable transversely to the axial direction. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampenfläche an zwei Schieberteilen gebildet ist, die entgegengesetzte Neigungsrichtungen aufweisen und entgegengesetzt zueinander beweglich sind.Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the ramp surface is formed on two slide parts which have opposite directions of inclination and are movable in opposite directions. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stellweg zwischen Stellantrieb und Aktuatoren und/oder in dem Stellweg zwischen Stellantrieb und Widerlager der Rückstellfeder eine Stelleinheit angeordnet ist, durch die das Verhältnis zwischen der Vorspannkraft der Rückstellfeder und dem eingestellten Hub des Gaswechselventils variabel einstellbar ist.Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that an actuating unit is arranged in the actuating path between the actuator and actuators and / or in the actuating path between the actuator and abutment of the return spring, by means of which the ratio between the biasing force of the return spring and the set stroke of the gas exchange valve is variably adjustable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampenflächen an einem Schieber gebildet sind, der eine Aussparung für den Durchgang eines mit dem Antriebselement gekoppelten Verbindungsteils aufweist, über das das Antriebselement auf den Ventilschaft wirkt.Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that the ramp surfaces are formed on a slide which has a recess for the passage of a connecting part coupled to the drive element, via which the drive element acts on the valve stem. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement mit einem Verbindungsteil gekoppelt ist und über das Verbindungsteil auf den Ventilschaft wirkt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive element is coupled to a connecting part and acts on the valve stem via the connecting part. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil eine Stange ist, die koaxial zum Ventilschaft und in axialer Richtung verläuft und axial an den Ventilschaft angrenzt.Apparatus according to claim 12, characterized in that the connecting part is a rod which extends coaxially to the valve stem and in the axial direction and axially adjoins the valve stem. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13 und einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits des Verbindungsteils zwei quer zu dessen Achse gemeinsam bewegliche Stützkeile angeordnet sind.Device according to claim 12 or 13 and one of claims 5 to 11, characterized in that on both sides of the connecting part are arranged two mutually movable supporting wedges transverse to its axis. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkeile starr verbunden sind und in gleicher Richtung geneigte Rampenflächen aufweisen. Apparatus according to claim 14, characterized in that the support wedges are rigidly connected and have ramp surfaces inclined in the same direction. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkeile entgegengesetzt geneigte Rampenflächen aufweisen und entgegengesetzt beweglich sind.Device according to claim 14, characterized in that the supporting wedges have ramp surfaces which are inclined in opposite directions and are movable in opposite directions. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkeile über an beiden Enden gelenkig angeschlossene Stangenglieder durch eine parallel zum Verbindungsteil hin und her bewegliche Stellstange verstellbar sind.Apparatus according to claim 16, characterized in that the supporting wedges are adjustable by means of rod members articulated at both ends by means of an adjusting rod which can be moved back and forth parallel to the connecting part. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren elektromagnetisch sind und das Antriebselement eine zwischen den Magnetjochen der Aktuatoren angeordnete Ankerplatte ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuators are electromagnetic and the drive element is an anchor plate arranged between the magnetic yokes of the actuators. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampenflächen an einem beweglichen Schieber gebildet sind, der auf seiner der Ankerplatte zugewandten Seite eine Polfläche bildet und auf seiner gegenüberliegenden Seite die Rampenflächen aufweist, die auf entsprechend abgeschrägten Stützflächen des Magnetjochs gleitend geführt sind.Apparatus according to claim 18, characterized in that the ramp surfaces are formed on a movable slide which forms a pole surface on its side facing the armature plate and has on its opposite side the ramp surfaces which are slidably guided on correspondingly beveled support surfaces of the magnetic yoke. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber senkrecht zur Achse des Verbindungsteils beweglich ist.Device according to claims 12 and 19, characterized in that the slide is movable perpendicular to the axis of the connecting part.
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