EP1411212A2 - Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung mit verdrehgesicherter Neutrallagenverstellschraube - Google Patents

Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung mit verdrehgesicherter Neutrallagenverstellschraube Download PDF

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EP1411212A2
EP1411212A2 EP03021029A EP03021029A EP1411212A2 EP 1411212 A2 EP1411212 A2 EP 1411212A2 EP 03021029 A EP03021029 A EP 03021029A EP 03021029 A EP03021029 A EP 03021029A EP 1411212 A2 EP1411212 A2 EP 1411212A2
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EP
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screw
electromagnetic valve
train device
valve train
spring plate
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Josef Hadaller
Johannes Meyer
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Bayerische Motoren Werke AG
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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 present invention relates to an electromagnetic valve train device according to the preamble of claim 1.
  • the valve train consists essentially of an axially displaceable actuator, which also can be referred to as an anchor, and which has an anchor plate.
  • the actuator is intended to actuate an intake or exhaust valve.
  • the actuator is held in a neutral position by means of two compression springs.
  • the one Compression spring is arranged on the side of the anchor plate near the valve.
  • the other The spring is arranged on the side of the anchor plate remote from the valve.
  • Electromagnet arranged, spaced from each other in the direction of displacement are.
  • One electromagnet is for opening, the other for closing the valve intended.
  • the two springs are screwed into a housing element Pre-tensioned adjustment screw.
  • the adjustment screw presses immediately towards one end of one of the two springs.
  • the bias of the two springs can be changed.
  • To the others can be the neutral position, which is the armature plate between the two electromagnets occupies, be adjusted.
  • the adjustment is made by turning the Adjusting screw.
  • the adjusting screw is prevented by a lock nut Loosened secured.
  • a lock nut is a relatively reliable anti-rotation lock.
  • An essential one Disadvantage, however, is that to tighten or loosen the lock nut the cylinder head cover, under which the entire arrangement is located, must be removed.
  • Another disadvantage is that to attach a Wrench to the lock nut requires a relatively large amount of installation space. This is particularly problematic with V engines. The cylinder heads of V-engines are inclined to the side and there is relatively little assembly space in the area between the cylinder head and the front wall.
  • Another The disadvantage is that there is a separate one for each valve or actuator Anti-rotation lock in the form of a lock nut must be provided.
  • the object of the invention is to provide an electromagnetic valve train device to create an improved anti-rotation lock for the adjusting screw.
  • the basic principle of the invention consists in an adjusting screw which is externally, e.g. has a profiling on its outer circumference. Furthermore, a spring plate-like Anti-rotation element is provided, which in the assembled state against the profiling the adjusting screw is biased and the non-positive and / or positively prevents the adjusting screw from loosening automatically.
  • the spring plate has a spring plate arm on, one end of which is attached to a holding element and the other End by means of a clamping screw, or more precisely through the head of the Clamping screw, is bent up so that the spring plate against the outside Profiling presses.
  • a clamping screw or more precisely through the head of the Clamping screw
  • the spring plate has the shape of a sheet metal strip, the Transverse direction of the sheet metal strip substantially parallel to the shaft of the Clamping screw is.
  • the sheet metal strip has an oblique section that extends into an area below the screw head. This sloping section drops to the free end of the screw shaft. While dressing the clamping screw presses the clamping screw head from above onto the sloping section. As the screws are tightened further, the sloping section gives way from the side, which leads to the spring plate being bent up and from the outside presses against the profiling.
  • a common two-armed anti-rotation element is provided his.
  • the anti-rotation element preferably has the shape of a U. and is located in the area between the two adjustment screws.
  • the tension screw is in the area between the legs of the U-shaped Anti-rotation element arranged. When tightening the clamping screw the legs are pushed apart by the tension screw head. The Legs of the U-shaped anti-rotation element are thus bent and pressed against the assigned adjustment screw.
  • the profiling can be knurling, for example.
  • the Adjusting screw an Allen screw, which is a very compact design and enables easy assembly.
  • an adjustment hole can be provided, via which a hex key for loosening or tightening the Allen screw and a twisting tool for the Adjustment screw can be inserted without removing the cylinder head cover must be removed.
  • Figure 1 shows two valve units 1, 2 of an electromagnetic valve drive device.
  • Each of the two valve units 1, 2 has an adjusting screw 3, 4 an internal hexagon 5, 6, for attaching an adjusting tool is provided.
  • an adjusting screw 3 an internal hexagon 5, 6, for attaching an adjusting tool is provided.
  • an internal hexagon 5 6 for attaching an adjusting tool is provided.
  • a hexagon socket another shape, e.g. a triangular shape.
  • the adjusting screws 3, 4 are each screwed into an actuator housing 7. in the Inside the actuator housing 7 are provided for controlling the valves Setting anchor housed.
  • Each of the two anchors can be made in a known manner be moved forward or backward by assigned electromagnets what a Allows opening and closing of the valves. This is detailed in the above described DE 694 09 485 T2, to which reference is made in full is taken.
  • the electromagnets When the electromagnets are de-energized, the positioning anchors become by arranged one behind the other in the direction of displacement, in opposite directions Directional compression springs are kept in their respective neutral positions.
  • On End of a compression spring of each pair of compression springs is assigned by the Adjusting screw 3, 4 supported. By turning the adjustment screw, the Bias of the associated pair of compression springs and the location of the The neutral position of the armature can be adjusted. This happens in the workshop.
  • the anti-rotation element 8 has here a symmetrical shape. More specifically, this is a U-shaped one Spring plate.
  • the spring plate level or more precisely a "transverse direction" of the Spring plate is essentially parallel to the shaft directions of the two adjusting screws 3, 4.
  • the U-shaped spring plate is in the connection area of it both legs 9, 10 by means of a fastening screw 11 on the actuator housing 7 attached.
  • the free ends of the legs 9, 10 are bent outwards.
  • the free ends each have an inward bent in their lower region sloping section 12, 13, which can be seen better from Figures 2, 3.
  • a clamping screw is provided in the area of the free ends of the legs 9, 10, which has a clamping screw head 14 and a shaft 15.
  • the Fastening screw 11 and the clamping screw 14 also each have here a hexagon socket.
  • the adjusting screws 3, 4 there is a profiling or knurling 16, 17 provided.
  • the outer sides of the legs 9, 10 be profiled or knurled. The legs 9, 10 thus grip and / or positively on the adjustment screws and prevent one automatic loosening and thus an automatic adjustment of the Spring preload and the neutral position of the actuator anchor plate.

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Abstract

Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem axial verschieblichen Stellglied zum Öffnen bzw. Schließen eines Ventils, zwei in Verschieberichtung hintereinander angeordneten Federn, welche das Stellglied in einer Neutralstellung halten, einer Verstellschraube, mittels der die Vorspannung der Federn und die Lage der Neutralstellung des Stellglieds veränderbar ist, und einem Verdrehsicherungselement, das von außen an der Verstellschraube angreift und eine selbsttätige Verdrehung der Verstellschraube verhindert. Die Verstellschraube weist an ihrer Außenseite eine Profilierung auf. Das Verdrehsicherungselement ist ein Federblech, das von außen gegen die Profilierung drückt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der DE 694 09 485 T2 ist ein elektromagnetischer Ventiltrieb bekannt. Der Ventiltrieb besteht im wesentlichen aus einem axial verschieblichen Stellglied, das auch als Anker bezeichnet werden kann, und das eine Ankerplatte aufweist. Das Stellglied ist zur Betätigung eines Einlass- bzw. Auslassventils vorgesehen. Das Stellglied wird mittels zwei Druckfedern in einer Neutralstellung gehalten. Die eine Druckfeder ist auf der ventilnahen Seite der Ankerplatte angeordnet. Die andere Feder ist auf der ventilfernen Seite der Ankerplatte angeordnet. Zur Betätigung des Stellglieds bzw. des Ventils sind beiden Seiten der Ankerplatte jeweils ein Elektromagnet angeordnet, die in Verschieberichtung beabstandet voneinander sind. Der eine Elektromagnet ist zum Öffnen, der andere zum Schließen des Ventils vorgesehen. Die beiden Federn sind durch eine in ein Gehäuseelement eingeschraubte Verstellschraube vorgespannt. Die Verstellschraube drückt unmittelbar gegen ein Ende einer der beiden Federn. Durch Verdrehen der Verstellschraube kann einerseits die Vorspannung der beiden Federn verändert werden. Zum anderen kann die Neutrallage, die die Ankerplatte zwischen den beiden Elektromagneten einnimmt, verstellt werden. Die Verstellung erfolgt durch Verdrehen der Verstellschraube. Die Verstellschraube ist durch eine Kontermutter gegen selbsttätiges Losdrehen gesichert.
Eine Kontermutter ist zwar eine relativ zuverlässige Losdrehsicherung. Ein wesentlicher Nachteil besteht jedoch darin, dass zum Anziehen bzw. Losdrehen der Kontermutter der Zylinderkopfdeckel, unter dem sich die gesamte Anordnung befindet, entfernt werden muss. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels an die Kontermutter relativ viel Montageraum erforderlich ist. Dies ist insbesondere bei V-Motoren problematisch. Bei V-Motoren sind die Zylinderköpfe zur Seite hin geneigt und es steht relativ wenig Montageraum im Bereich zwischen dem Zylinderkopf und der Vorderbauwand zur Verfügung. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass für jedes Ventil bzw. für jedes Stellglied eine separate Losdrehsicherung in Form einer Kontermutter vorgesehen sein muss.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung mit einer verbesserten Losdrehsicherung für die Verstellschraube zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Das Grundprinzip der Erfindung besteht in einer Verstellschraube, die außen, z.B. an ihrem Außenumfang, eine Profilierung aufweist. Ferner ist ein federblechartiges Verdrehsicherungselement vorgesehen, das im montierten Zustand gegen die Profilierung der Verstellschraube vorgespannt ist und das kraftschlüssig und/oder formschlüssig ein selbsttätiges Losdrehen der Verstellschraube verhindert.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Federblech einen Federblecharm auf, dessen eines Ende an einem Halteelement befestigt ist und dessen anderes Ende mittels einer Spannschraube, oder genauer gesagt durch den Kopf der Spannschraube, derart aufgebogen wird, dass das Federblech von außen gegen die Profilierung drückt. Zum Verstellen der Verstellschraube braucht also lediglich die Spannschraube gelockert werden. Durch Lockern der Spannschraube nimmt man den Anpressdruck mit dem das Federblech gegen die Profilierung drückt, weg. Die Verstellschraube kann dann mühelos verdreht werden.
Vorzugsweise hat das Federblech die Form eines Blechstreifens, wobei die Querrichtung des Blechstreifens im wesentlichen parallel zum Schaft der Spannschraube ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Blechstreifen einen schrägen Abschnitt auf, der sich in einen Bereich unterhalb des Schraubenkopfes erstreckt. Dieser schräge Abschnitt fällt zum freien Ende des Schraubenschaftes ab. Beim Anziehen der Spannschraube drückt der Spannschraubenkopf von oben auf den schrägen Abschnitt. Beim weiteren Festschrauben weicht der schräge Abschnitt seitlich aus, was dazu führt, dass das Federblech aufgebogen wird und von außen gegen die Profilierung drückt.
Vorzugsweise können für zwei Ventile oder genauer gesagt für die Verstellschrauben zweier Ventile ein gemeinsames zweiarmiges Verdrehsicherungselement vorgesehen sein. Vorzugsweise hat das Verdrehsicherungselement die Form eines U und ist im Bereich zwischen den beiden Verstellschrauben angeordnet. Die Spannschraube ist im Bereich zwischen den Schenkeln des U-förmigen Verdrehsicherungselements angeordnet. Beim Anziehen der Spannschraube werden die Schenkel durch den Spannschraubenkopf auseinandergedrückt. Die Schenkel des U-förmigen Verdrehsicherungselementes werden also aufgebogen und gegen die zugeordnete Verstellschraube gedrückt.
Die Profilierung kann beispielsweise eine Rändelung sein. Vorzugsweise ist die Verstellschraube eine Innensechskantschraube, was eine sehr kompakte Bauweise und eine einfache Montage ermöglicht. Beispielsweise kann im Zylinderkopfdeckel eine Verstellbohrung vorgesehen sein, über die ein Sechskantschlüssel zum Lösen bzw. Anziehen der Innensechskantschraube und ein Verdrehwerkzeug für die Verstellschraube eingeführt werden kann, ohne dass der Zylinderkopfdeckel abgenommen werden muss.
Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
Eine perspektivische Darstellung einer elektromagnetischen Ventiltriebvorrichtung mit zwei Ventileinheiten;
Figur 2
eine Draufsicht auf die beiden Ventileinheiten; und
Figur 3
einen Querschnitt im Bereich der Spannschraube des Verdrehsicherungselementes.
Figur 1 zeigt zwei Ventileinheiten 1, 2 einer elektromagnetischen Ventiltriebvorrichtung. Jede der beiden Ventileinheiten 1, 2 weist eine Verstellschraube 3, 4 mit einem Innensechskant 5, 6 auf, der zum Ansetzen eines Verstellwerkzeugs vorgesehen ist. Anstatt eines Innensechskant kann auch eine andere Form, wie z.B. eine Dreiecksform, gewählt werden.
Die Verstellschrauben 3, 4 sind jeweils in ein Aktuatorgehäuse 7 eingeschraubt. Im Innern des Aktuatorgehäuses 7 sind die zur Ansteuerung der Ventile vorgesehenen Stellanker untergebracht. Jeder der beiden Stellanker kann in bekannter Weise durch zugeordnete Elektromagneten vor- bzw. zurückverschoben werden, was ein Öffnen bzw. Schließen der Ventile ermöglicht. Dies ist ausführlich in der oben genannten DE 694 09 485 T2 beschrieben, auf die in vollem Umfang Bezug genommen wird. Im stromlosen Zustand der Elektromagneten werden die Stellanker durch in Verschieberichtung hintereinander angeordnete, in entgegengesetzte Richtungen wirkende Druckfedern in ihrer jeweiligen Neutralstellung gehalten. Ein Ende einer Druckfeder eines jeden Druckfederpaares wird durch die zugeordnete Verstellschraube 3, 4 abgestützt. Durch Verdrehen der Verstellschraube kann die Vorspannung des zugeordneten Druckfederpaares sowie die Lage der Neutralstellung des Ankers einjustiert werden. Dies geschieht in der Werkstatt.
Nach Einjustierung der Neutralstellung durch die Verstellschrauben 3, 4 müssen diese gegen selbsttätiges Losdrehen gesichert werden. Hierzu ist ein U-förmiges Verdrehsicherungselement 8 vorgesehen. Das Verdrehsicherungselement 8 hat hier eine symmetrische Form. Genauer gesagt handelt sich hier um ein U-förmiges Federblech. Die Federblechebene oder genauer gesagt eine "Querrichtung" des Federblechs ist im wesentlichen parallel zu den Schaftrichtungen der beiden Verstellschrauben 3, 4. Das U-förmige Federblech ist im Verbindungsbereich seiner beiden Schenkel 9, 10 mittels einer Befestigungsschraube 11 am Aktuatorgehäuse 7 befestigt. Die freien Enden der Schenkel 9, 10 sind nach außen aufgebogen. Die freien Enden weisen in ihrem unteren Bereich jeweils einen nach innen gebogenen schrägen Abschnitt 12, 13 auf, was besser aus den Figuren 2, 3 ersichtlich ist. Ferner ist im Bereich der freien Enden der Schenkel 9, 10 eine Spannschraube vorgesehen, die einen Spannschraubenkopf 14 und einen Schaft 15 aufweist. Die Befestigungsschraube 11 und die Spannschraube 14 weisen hier ebenfalls jeweils einen Innensechskant auf.
Wie am besten aus Figur 3 ersichtlich ist, fallen die schrägen Abschnitte, 12, 13 der Schenkel 9, 10 zum freien Ende des Spannschraubenschaftes 15 hin ab. Die schrägen Abschnitte 12, 13 ragen in einen Bereich unterhalb des Spannschraubenkopfes 14. Beim Festschrauben der Spannschraube setzt die Unterseite des Spannschraubenkopfes 14 dann auf den schrägen Abschnitten auf und drückt die Schenkel 9, 10 des Verdrehsicherungselementes 8 auseinander. Die Außenseiten der Schenkel 9, 10 werden somit gegen den Umfang der Verstellschrauben 3, 4 gedrückt.
Am Umfang der Verstellschrauben 3, 4 ist eine Profilierung bzw. eine Rändelung 16, 17 vorgesehen. Zusätzlich können auch die Außenseiten der Schenkel 9, 10 profiliert bzw. gerändelt sein. Die Schenkel 9, 10 greifen somit kraftschlüssig und/oder formschlüssig an den Verstellschrauben an und verhindern ein selbsttätiges Losdrehen und somit eine selbsttätige Verstellung der Federvorspannung und der Neutrallage der Stellgliedanklerplatte.

Claims (11)

  1. Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem axial verschieblichen Stellglied zum Öffnen bzw. Schließen eines Ventils,
    zwei in Verschieberichtung hintereinander angeordneten Federn, welche das Stellglied in einer Neutralstellung halten,
    einer Verstellschraube (3, 4), mittels der die Vorspannung der Federn und die Lage der Neutralstellung des Stellglieds veränderbar ist, und
    einem Verdrehsicherungselement (8), das von außen an der Verstellschraube (3, 4) angreift und eine selbsttätige Verdrehung der Verstellschraube (3, 4) verhindert,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellschraube (8) an ihrer Außenseite eine Profilierung (16, 17) aufweist und dass das Verdrehsicherungselement ein Federblech ist, das von außen gegen die Profilierung drückt.
  2. Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Federblech (8) eine entsprechende Gegenprofilierung aufweist, die formschlüssig in die Profilierung eingreift.
  3. Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Federblech einen Federblecharm (9, 10) aufweist, dessen eines Ende an einem Halteelement (7) befestigt ist und dessen anderes Ende durch Festschrauben einer Spannschraube (14, 15) durch einen Kopf (14) der Spannschraube derart aufbiegbar ist, dass das Federblech (8) von außen gegen die Profilierung (16, 17) drückt.
  4. Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Federblech die Form eines Blechstreifens hat.
  5. Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Querrichtung des Blechstreifens im wesentlichen parallel zum Schaft (15) der Spannschraube (14, 15) ist.
  6. Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung nach einem Ansprüche 4 oder 5, wobei der Blechstreifen einen schrägen Abschnitt (12, 13) aufweist, der sich in einen Bereich unterhalb des Schraubenkopfes (14) erstreckt, wobei der schräge Abschnitt (12, 13) zum freien Ende des Schraubenschaftes (15) hin abfällt, so dass der Schraubenkopf (14) bei angezogener Spannschraube (13, 14) an dem schrägen Abschnitt (12, 13) anliegt und das Federblech (8) derart aufbiegt, dass es von außen gegen die Profilierung (16, 17) drückt.
  7. Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zwei nebeneinander angeordnete Ventileinheiten (1, 2) vorgesehen sind, wobei jeder Ventileinheit (1, 2) jeweils eine solche Verstellschraube (3, 4) zugeordnet ist und dass im Bereich zwischen den beiden Ventileinheiten (1, 2) ein zweiarmiges Verdrehsicherungselement (8) angeordnet ist, das von außen gegen die Profilierungen (16, 17) der Verstellschrauben (3, 4) der Ventileinheiten (1, 2) drückt.
  8. Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Verdrehsicherungselement die Form eines U hat und die Spannschraube (14, 15) im Bereich der freien Enden der Schenkel (9, 10) des U-förmigen Verdrehsicherungselementes (8) angeordnet ist.
  9. Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 8, wobei im Bereich zwischen den beiden Schenkeln (9, 10) des U-förmigen Verdrehsicherungselements (8) das Verdrehsicherungselement (8) mittels einer Befestigungsschraube (11) an dem Halteelement (7) befestigt ist.
  10. Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Profilierung eine Rändelung ist.
  11. Elektromagnetische Ventiltriebvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Verstellschraube (3, 4) und die Spannschraube (14, 15) jeweils Innensechskantschrauben sind.
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