EP1479879A1 - Elektromagnetischer Ventiltrieb mit Wirbelstromkreis für passive Rotorabbremsung - Google Patents

Elektromagnetischer Ventiltrieb mit Wirbelstromkreis für passive Rotorabbremsung Download PDF

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EP1479879A1 EP04008732A EP04008732A EP1479879A1 EP 1479879 A1 EP1479879 A1 EP 1479879A1 EP 04008732 A EP04008732 A EP 04008732A EP 04008732 A EP04008732 A EP 04008732A EP 1479879 A1 EP1479879 A1 EP 1479879A1
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electromagnet
armature
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eddy current
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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
    • 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
    • F01L9/40—Methods of operation thereof; Control of valve actuation, e.g. duration or lift
    • F01L2009/409—Determination of valve speed

Definitions

  • the present invention relates to an electric valve train for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • Such a valve train is known from DE 197 22 632 A1.
  • the valves are powered by a motor driven by the crankshaft Mechanically controlled camshaft.
  • electric controlled valve trains researched, as this a higher power yield promise low fuel consumption.
  • two basic variants namely so-called stroke actuators, in which the actuators for valve control are actuated by electromagnets and So-called rotary actuators, in which a cam is used to actuate the valve acting electric motor is provided.
  • Electric valve drives with Lift actuators are provided with an axially displaceable armature, which is an armature plate having.
  • a problem with such stroke actuators is that the armature is tightened an electromagnet at a relatively high speed on the attracting Electromagnet strikes. For reasons of acoustics and driving comfort, it is but absolutely necessary that the anchor plate touches down as gently as possible. Though one tries to control the electromagnets accordingly placing the anchor plate on the attracting electromagnet as gently as possible to reach.
  • the control of the armature movement is control engineering so far very difficult to control.
  • a motor requires an expensive sensor to measure armature movement, which must have a high path resolution and a large signal bandwidth. High computing power is also required for the valve control, a Sensor evaluation electronics, shielded wiring of the sensors as well controller parameterization tailored to the respective stroke actuators. All this is associated with high costs.
  • the object of the invention is therefore to provide an electric valve train with a To create stroke actuator in which the speed of the armature shortly before Impact of the anchor plate is reduced in a technically simple manner and the effort for regulating or controlling the armature movement is reduced accordingly.
  • the starting point of the invention is a working according to the stroke actuator principle electric valve train.
  • the valve train has a displaceably arranged Anchor with an anchor plate.
  • the anchor plate is between a first and arranged a second electromagnet.
  • a magnetic field can be generated that moves the armature into one or another direction.
  • the essence of the invention is that at least one in the magnetic field area the electromagnet an "eddy circuit" is provided.
  • Eddy current circuit becomes associated with the movement of the armature Electromagnets induce an eddy current.
  • the eddy current is a magnetic vortex field (magnetic field) that is the cause of its Origin, namely the change in the magnetic flux in the magnetic circuit, counteracts.
  • the anchor becomes vortex field shortly before the anchor plate hits the associated electromagnets wear-free at a lower speed braked.
  • the eddy current circuit thus creates one that acts on the armature "Braking force".
  • the Anchor movement then active by appropriate control or regulation of the Coil currents of the electromagnets are controlled or regulated. Since the The speed of the anchor is lower in this last phase before touchdown than in the prior art, the subsequent control or regulation is the Technically easier to control anchor movement.
  • the magnetic field lines always run in closed paths (Freedom of source of the magnetic field) exist with regard to the arrangement of the Eddy current circuit certain freedoms. It is essential that the eddy circuit so is arranged so that it includes the maximum magnetic flux as possible.
  • the eddy current circuit is directly on the Coil of the associated electromagnet arranged.
  • a "switch element" is preferably provided in the eddy current circuit Eddy currents can only flow in a given current direction and that in the blocks opposite current direction. This has the advantage of being the anchor only when moving towards the electromagnet by eddy currents is braked and a detachment of the armature plate from the electromagnet, the would in principle also cause eddy currents, is not hindered. Without such a switch element would namely when the anchor plate is detached Eddy currents are induced in the eddy circuit by the electromagnet. This Eddy currents would shift the armature when detached from Counteract electromagnets. The removal process would be relatively slow. Around To prevent this, preferably an eddy circuit with a switch element used, the current flows only in one direction.
  • the switch element is preferably a diode. It is important that the Diode is switched so that when the armature plate approaches the Electromagnets eddy currents can flow in the eddy circuit and when detaching The armature plate from the electromagnet blocked eddy currents through the diode become.
  • the eddy current circuit is a "short-circuit ring" educated.
  • the short-circuit ring can be a flat, plate-shaped, slotted, ring-shaped component, the ends of which are electrically connected to one another via the diode are connected.
  • the diode can be used together with the coil of the electromagnet and the short-circuit ring be installed.
  • the loss voltage across the diode due to the junction voltage of the semiconductor material is always the same, it lends itself to the Short circuit ring made of several turns (short circuit coil), because with it the current is reduced, but the voltage across the diode remains the same and therefore the power loss in the diode is reduced.
  • Each of the two electromagnets is preferably a separate eddy current circuit assigned.
  • the implementation of the invention is simple and inexpensive and according to today's Knowledge lasts.
  • the magnetic circuit is not through the eddy current circuit, at least not significantly influenced.
  • the arrangement of an eddy circuit the electromagnet takes up little or no additional space.
  • On The advantage over conventional stroke actuators is that the sensor for Sensing the armature movement can be omitted or the requirements on the Sensor can be reduced because the anchor plate is passive through the eddy circuit is braked. This reduces the requirements for the required Computing power of the control unit, which saves costs for the entire system.
  • FIGs 1 and 2 show an electromagnetic valve train 1 with an armature, which is formed by an anchor shaft 2 and an anchor plate 3.
  • the anchor is with its anchor plate 3 axially displaceable between two electromagnets 4, 5 arranged, which are shown only schematically here.
  • the Electromagnet 4 becomes the armature from the central or neutral position shown in FIG. 1 moved upwards in the direction of arrow 6.
  • the Electromagnet 5 By energizing the Electromagnet 5, the armature is directed in the opposite direction of arrow 7 shifted.
  • the anchor or the anchor shaft acts on one to be controlled Valve (not shown) of the internal combustion engine.
  • Each of the two Electromagnets 4, 5 have a magnet or excitation coil 8.
  • FIG. 1 is the Situation shown that the electromagnet 4 is switched off and the electromagnet 5 is excited, which is indicated by magnetic field lines 9.
  • the magnet 5 thus pulls the anchor straight on, whereby the anchor or the anchor plate 3 in the direction of Electromagnet 5 is pulled.
  • Figure 2 shows a position of the armature just before placing the anchor plate 3 on the magnet 5.
  • an "eddy current circuit" on the electromagnet 5 is provided in the form of a short-circuit ring 10, which better from the Figures 3 and 4 can be seen.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the electromagnet 5.
  • the electromagnet 5 has a yoke or an iron core 11 with a central leg 12 and two outer legs 13, 14. On the middle leg 12 is the Excitation coil or excitation winding 8 of the electromagnet 8 arranged, which has two electrical connections 15, 16.
  • the plate-shaped short-circuit ring 10 On the middle section 12 of the yoke 11 or on the excitation coil 8 is the plate-shaped short-circuit ring 10 arranged.
  • Figure 4 shows a preferred embodiment of the short-circuit ring 10.
  • Der Short-circuit ring 10 has a slot 17.
  • the two legs 18, 19 of the Short-circuit ring 10 are via electrical lines 20, 21 and a diode 22 electrically connected to each other.
  • the short circuit ring 10, the electrical Lines 20, 21 and the diode 22 form an eddy circuit. It is essential that in the "eddy current circuit” eddy currents only flow in one direction can and blocked in the opposite current direction by the diode 22 are.
  • the diode 22 is designed so that when the armature or Anchor plate (see FIGS. 1, 2) eddy currents flow onto the electromagnet 5 can.
  • the eddy currents create an induction field that corresponds to the armature movement counteracts and brakes the anchor.
  • electromagnets 5 When lifting the anchor plate from In principle, electromagnets 5 would also induce eddy currents, because the magnetic flux also changes when taking off. These eddy currents would move into the opposite due to the opposite anchor movement Flow towards. A current flow in the short-circuit ring 10 in the opposite However, direction is blocked by diode 22.
  • diode 22 prevents to lift the Armature or the armature plate from the electromagnet an emergence of Eddy currents in the eddy circuit 10, i.e. a "sticking" of the anchor plate prevented.

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Abstract

Elektrischer Ventiltrieb (1) für Verbrennungsmotoren, mit einem verschieblich angeordneten Anker (2,3), der eine Ankerplatte (3) aufweist, einem ersten Elektromagneten (4), der auf der einen Seite der Ankerplatte angeordnet ist, und einem zweiten Elektromagneten (5), der auf der anderen Seite der Ankerplatte angeordnet ist, wobei durch Bestromen des einen Elektromagneten ein Magnetfeld erzeugbar ist, das den Anker in eine erste Richtung (6) zieht und durch Bestromen des anderen Elektromagneten ein Magnetfeld erzeugbar ist, das den Anker in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung (7) zieht. Im Magnetfeldbereich mindestens eines der Elektromagneten ist ein Wirbelstromkreis (10) angeordnet, in dem bei der Bewegung des Ankers zu diesem Elektromagneten hin ein Wirbelstrom induziert wird, dessen Magnetfeld der Ankerbewegung entgegenwirkt. <IMAGE> <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Ventiltrieb für Verbrennungsmotoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiger Ventiltrieb ist aus der DE 197 22 632 A1 bekannt. Bei herkömmlichen Motoren werden die Ventile durch eine von der Kurbelwelle angetriebene Nockenwelle mechanisch gesteuert. Seit geraumer Zeit werden elektrisch gesteuerte Ventiltriebe erforscht, da diese eine höhere Leistungsausbeute bei geringem Spritverbrauch versprechen. Bei elektrischen Ventiltrieben unterscheidet man zwei grundsätzliche Varianten, nämlich sogenannte Hubaktuatoren, bei denen die Aktuatoren zur Ventilsteuerung durch Elektromagnete betätigt werden und sogenannte Drehaktuatoren, bei denen zur Ventilbetätigung ein auf einen Nocken wirkender Elektromotor vorgesehen ist. Bei elektrischen Ventiltrieben mit Hubaktuatoren ist ein axial verschieblicher Anker vorgesehen, der eine Ankerplatte aufweist. Auf beiden Seiten der Ankerplatte ist jeweils ein Elektromagnet angeordnet. Durch Bestromen des einen oder des anderen Elektromagneten kann jeweils ein Magnetfeld erzeugt werden, das den Anker in die eine bzw. in die andere Richtung zieht.
Ein Problem bei derartigen Hubaktuatoren besteht darin, dass der Anker beim Anziehen eines Elektromagneten mit relativ hoher Geschwindigkeit auf den anziehenden Elektromagnet auftrifft. Aus Gründen der Akustik und des Fahrkomforts ist es aber unbedingt erforderlich, dass die Ankerplatte möglichst sanft aufsetzt. Zwar versucht man, durch entsprechende Ansteuerung der Elektromagneten ein möglichst sanftes Aufsetzen der Ankerplatte auf den anziehenden Elektromagneten zu erreichen. Die Steuerung der Ankerbewegung ist jedoch regelungstechnisch bislang nur sehr schwer beherrschbar. Für die Regelung jedes der Hubaktuatoren eines Motors ist ein teurer Sensor zur Messung der Ankerbewegung erforderlich, der eine hohe Wegauflösung und eine große Signalbandbreite haben muss. Erforderlich ist ferner eine hohe Rechenleistung für die Ventilsteuerung, eine Sensorauswerteelektronik, eine abgeschirmte Verkabelung der Sensoren sowie eine auf die jeweiligen Hubaktuatoren abgestimmte Reglerparametrierung. All dies ist mit hohen Kosten verbunden ist.
Zur Verringerung des Aufwands für die Regelung der Aufsetzbewegung des Ankers wäre es wünschenswert, die Geschwindigkeit des Ankers durch "passive" oder "aktive" mechanische Maßnahmen kurz vor dem Auftreffen auf eine geringere Geschwindigkeit abzubremsen. Dann könnte nämlich auf einen Bewegungssensor verzichtet werden und die Ankerbewegung durch Messung des Spulenstroms der Elektromagneten geregelt oder gesteuert werden. Zudem würden sich die Anforderungen an die erforderliche Rechenleistung und ggf. an die "Qualität" des Sensors verringern.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen elektrischen Ventiltrieb mit einem Hubaktuator zu schaffen, bei dem die Geschwindigkeit des Ankers kurz vor dem Auftreffen der Ankerplatte in technisch einfacher Weise reduziert und der Aufwand für die Regelung bzw. Steuerung der Ankerbewegung entsprechend verringert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein nach dem Hubaktuatorprinzip arbeitender elektrischen Ventiltrieb. Der Ventiltrieb weist einen verschieblich angeordneten Anker mit einer Ankerplatte auf. Die Ankerplatte ist zwischen einem ersten und einem zweiten Elektromagneten angeordnet. Durch Bestromen des einen bzw. des anderen Elektromagneten ist ein Magnetfeld erzeugbar, das den Anker in die eine bzw. andere Richtung zieht.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass im Magnetfeldbereich mindestens eines der Elektromagneten ein "Wirbelstromkreis" vorgesehen ist. In dem Wirbelstromkreis wird bei der Bewegung des Ankers zu dem zugeordneten Elektromagneten ein Wirbelstrom induziert. Gemäß der Lenz'schen Regel erzeugt der Wirbelstrom ein magnetisches Wirbelfeld (Magnetfeld), das der Ursache seiner Enstehung, nämlich der durch die Ankerbewegung hervorgerufenen Änderung des magnetischen Flusses im Magnetkreis, entgegenwirkt. Durch das magnetische Wirbelfeld wird der Anker also kurz vor dem Auftreffen der Ankerplatte auf den zugeordneten Elektromagneten verschleißfrei auf eine geringere Geschwindigkeit abgebremst. Der Wirbelstromkreis erzeugt somit eine auf den Anker wirkende "Bremskraft". In der letzten Phase vor dem Aufsetzen der Ankerplatte kann die Ankerbewegung dann aktiv durch entsprechende Steuerung bzw. Regelung der Spulenströme der Elektromagneten gesteuert bzw. geregelt werden. Da die Geschwindigkeit des Ankers in dieser letzten Phase vor dem Aufsetzen geringer ist als beim Stand der Technik, ist die anschließende Steuerung bzw. Regelung der Ankerbewegung technisch besser beherrschbar.
Für eine stillstehende Ankerplatte sind bei konstanter Bestromung des Elektromagneten die Wirbelströme identisch Null und haben somit keinen Einfluss.
Da die magnetischen Feldlinien immer in geschlossenen Bahnen verlaufen (Quellenfreiheit des Magnetfelds), bestehen hinsichtlich der Anordnung des Wirbelstromkreises gewisse Freiheiten. Wesentlich ist, dass der Wirbelstromkreis so angeordnet ist, dass er möglichst den maximalen Magnetfluss umfasst.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wirbelstromkreis unmittelbar an der Spule des zugeordneten Elektromagneten angeordnet.
Vorzugsweise ist in dem Wirbelstromkreis ein "Schalterelement" vorgesehen, das Wirbelströme nur in einer vorgegebenen Stromrichtung fließen lässt und das in der entgegengesetzten Stromrichtung sperrt. Dies hat den Vorteil, dass der Anker lediglich bei einer Bewegung zum Elektromagneten hin durch Wirbelströme abgebremst wird und ein Ablösen der Ankerplatte vom Elektromagneten, das grundsätzlich ebenfalls Wirbelströme hervorrufen würde, nicht behindert wird. Ohne ein derartiges Schalterelement würden nämlich auch beim Ablösen der Ankerplatte vom Elektromagneten Wirbelströme im Wirbelstromkreis induziert werden. Diese Wirbelströme würden der Verschiebung des Ankers beim Ablösen vom Elektromagneten entgegenwirken. Der Ablösevorgang wäre also relativ träge. Um dies zu verhindern, wird vorzugsweise ein Wirbelstromkreis mit einem Schalterelement verwendet, das Strom lediglich in einer Richtung fließen lässt.
Das Schalterelement ist vorzugsweise eine Diode. Wichtig hierbei ist, dass die Diode so geschaltet ist, dass bei einer Annäherung der Ankerplatte an den Elektromagneten Wirbelströme im Wirbelstromkreis fließen können und beim Ablösen der Ankerplatte vom Elektromagneten Wirbelströme durch die Diode gesperrt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wirbelstromkreis als "Kurzschlussring" ausgebildet. Der Kurzschlussring kann ein ebenes, plattenförmiges, geschlitztes, ringförmiges Bauteil sein, dessen Enden über die Diode elektrisch miteinander verbunden sind.
Die Diode kann zusammen mit der Spule des Elektromagneten und dem Kurzschlussring verbaut sein. Da die Verlustspannung an der Diode aufgrund der Sperrschichtspannung des Halbleitermaterials immer gleich ist, bietet es sich an, den Kurzschlussring aus mehreren Windungen (Kurzschlussspule) auszuführen, da damit der Strom verringert wird, die Spannung an der Diode aber gleich bleibt und somit die Verlustleistung in der Diode verringert wird.
Vorzugsweise ist jedem der beiden Elektromagneten ein separater Wirbelstromkreis zugeordnet.
Die Realisierung der Erfindung ist einfach und kostengünstig und nach heutigen Erkenntnissen dauerhaltbar. Der Magnetkreis wird durch den Wirbelstromkreis nicht, zumindest nicht wesentlich beeinflusst. Die Anordnung eines Wirbelstromkreises an den Elektromagneten beansprucht wenig bzw. keinen zusätzlichen Bauraum. Ein Vorteil gegen herkömmlichen Hubaktuatoren besteht darin, dass der Sensor zur Sensierung der Ankerbewegung entfallen kann bzw. die Anforderungen an den Sensor reduziert werden, da die Ankerplatte passiv durch den Wirbelstromkreis abgebremst wird. Somit sinken die Anforderungen an die erforderliche Rechenleistung des Steuergeräts, was Kosten für das Gesamtsystem spart.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
Einen der Elektromagneten des Ventiltriebs, wobei der Anker einen großen Abstand vom Elektromagneten hat;
Figur 2
den Elektromagneten der Figur 1 kurz vor dem Aufsetzen der Ankerplatte;
Figur 3
den Elektromagneten in vergrößerter Darstellung; und
Figur 4
den Kurzschlussring.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen elektromagnetischen Ventiltrieb 1 mit einem Anker, der durch einen Ankerschaft 2 und eine Ankerplatte 3 gebildet ist. Der Anker ist mit seiner Ankerplatte 3 axial verschieblich zwischen zwei Elektromagneten 4, 5 angeordnet, die hier nur schematisch dargestellt sind. Durch Bestromen des Elektromagneten 4 wird der Anker aus der in Figur 1 dargestellten Mittel- bzw. Neutralstellung nach oben in Richtung des Pfeils 6 verschoben. Durch Bestromen des Elektromagneten 5 wird der Anker in die entgegengesetzte Richtung in Richtung des Pfeils 7 verschoben. Der Anker bzw. der Ankerschaft wirkt auf ein zu steuerndes Ventil (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors ein. Jeder der beiden Elektromagneten 4, 5 weist eine Magnet- bzw. Erregerspule 8 auf. In Fig. 1 ist die Situation dargestellt, dass der Elektromagnet 4 abgeschaltet und der Elektromagnet 5 erregt ist, was durch Magnetfeldlinien 9 angedeutet ist. Der Magnet 5 zieht also den Anker gerade an, wodurch der Anker bzw. die Ankerplatte 3 in Richtung des Elektromagneten 5 gezogen wird. Figur 2 zeigt eine Stellung des Ankers kurz vor dem Aufsetzen der Ankerplatte 3 auf dem Magneten 5.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass am Elektromagneten 5 ein "Wirbelstromkreis" in Form eines Kurzschlussringes 10 vorgesehen ist, was besser aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Elektromagneten 5. Der Elektromagnet 5 weist ein Joch bzw. einen Eisenkern 11 mit einem mittleren Schenkel 12 und zwei äußeren Schenkeln 13, 14 auf. An dem mittleren Schenkel 12 ist die Erregerspule bzw. Erregerwicklung 8 des Elektromagneten 8 angeordnet, welche zwei elektrische Anschlüsse 15, 16 aufweist.
Auf dem mittleren Abschnitt 12 des Jochs 11 bzw. auf der Erregerspule 8 ist der plattenförmige Kurzschlussring 10 angeordnet.
Wenn die Erregerspule 8 bestromt wird und sich der Anker zu dem Elektromagneten 5 hin bewegt, dann ändert sich der magnetische Fluss im Magnetkreis (vgl. Figuren 1, 2). Die Änderung des magnetischen Flusses bewirkt, dass im Kurzschlussring 10 Wirbelströme erzeugt werden, die so gerichtet sind, dass das aus den Wirbelströmen resultierende magnetische Feld (Induktionsfeld) der Bewegung des Ankers entgegenwirkt. Bei einer Bewegung des Ankers in Richtung des Elektromagneten 5 wird der Anker durch das Induktionsfeld abgebremst. In der letzten Phase der Ankerbewegung kurz vor dem Aufsetzen der Ankerplatte können die Spulenströme der Elektromagneten mit vergleichsweise geringem Aufwand so gesteuert bzw. geregelt werden dass die Ankerplatte 3 sanft aufsetzt.
Figur 4 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kurzschlussringes 10. Der Kurzschlussring 10 weist einen Schlitz 17 auf. Die beiden Schenkel 18, 19 des Kurzschlussrings 10 sind über elektrische Leitungen 20, 21 und eine Diode 22 elektrisch miteinander verbunden. Der Kurzschlussring 10, die elektrischen Leitungen 20, 21 und die Diode 22 bilden einen Wirbelstromkreis. Wesentlich ist, dass in dem "Wirbelstromkreis" Wirbelströme nur in einer Stromrichtung fließen können und in der entgegengesetzten Stromrichtung durch die Diode 22 gesperrt sind. Die Diode 22 ist so gestaltet, dass bei einer Bewegung des Ankers bzw. der Ankerplatte (vgl. Figuren 1, 2) auf den Elektromagneten 5 hin Wirbelströme fließen können. Die Wirbelströme erzeugen ein Induktionsfeld, das der Ankerbewegung entgegenwirkt und den Anker abbremst. Beim Abheben der Ankerplatte vom Elektromagneten 5 würden zwar prinzipiell ebenfalls Wirbelströme induziert werden, da sich auch beim Abheben der magnetische Fluss ändert. Diese Wirbelströme würden aufgrund der entgegengesetzten Ankerbewegung in die entgegengesetzte Richtung fließen. Ein Stromfluss im Kurzschlussring 10 in entgegengesetzter Richtung wird jedoch durch die Diode 22 gesperrt. Somit wird beim Abheben des Ankers bzw. der Ankerplatte vom Elektromagneten ein Entstehen von Wirbelströmen im Wirbelstromkreis 10, d.h. ein "Klebenbleiben" der Ankerplatte verhindert.

Claims (8)

  1. Elektrischer Ventiltrieb (1) für Verbrennungsmotoren, mit
    einem verschieblich angeordneten Anker (2, 3), der eine Ankerplatte (3) aufweist,
    einem ersten Elektromagneten (4), der auf der einen Seite der Ankerplatte (3) angeordnet ist, und einem zweiten Elektromagneten (5), der auf der anderen Seite der Ankerplatte (3) angeordnet ist, wobei durch Bestromen des einen Elektromagneten (4) ein Magnetfeld erzeugbar ist, das den Anker (2, 3) in eine erste Richtung (6) zieht und durch Bestromen des anderen Elektromagneten (5) ein Magnetfeld erzeugbar ist, das den Anker (2, 3) in eine der ersten Richtung (6) entgegengesetzte zweite Richtung (7) zieht,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im Magnetfeldbereich (9) mindestens eines der Elektromagneten (4, 5) ein Wirbelstromkreis (10) vorgesehen ist, in dem bei der Bewegung des Ankers (2, 3) zu diesem Elektromagneten (4, 5) hin ein Wirbelstrom induziert wird, dessen Magnetfeld der Ankerbewegung entgegenwirkt.
  2. Elektrischer Ventiltrieb (1) nach Anspruch 1, wobei in dem Wirbelstromkreis (10) ein Schalterelement (22) vorgesehen ist, das Wirbelströme nur in eine vorgegebene Stromrichtung fließen lässt.
  3. Elektrischer Ventiltrieb (1) nach Anspruch 2, wobei das Schalterelement (22) eine Diode ist.
  4. Elektrischer Ventiltrieb (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das Schalterelement (22) so geschaltet ist, dass der Wirbelstromkreis (10) geschlossen ist, wenn sich der Anker (2, 3) auf den dem Wirbelstromkreis (10) zugeordneten Elektromagneten (4, 5) zubewegt und unterbrochen ist, wenn sich der Anker (2, 3) von dem dem Wirbelstromkreis zugeordneten Elektromagneten (4, 5) wegbewegt.
  5. Elektrischer Ventiltrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Wirbelstromkreis als Kurzschlussring ausgebildet ist.
  6. Elektrischer Ventiltrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Wirbelstromkreis (10) die Form einer ringförmigen ebenen Platte hat.
  7. Elektrischer Ventiltrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Wirbelstromkreis (10) unmittelbar an dem zugeordneten Elektromagneten (4, 5) angeordnet ist.
  8. Elektrischer Ventiltrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jedem der beiden Elektromagneten (4) ein separater Wirbelstromkreis (10) zugeordnet ist.
EP04008732A 2003-05-10 2004-04-13 Elektromagnetischer Ventiltrieb mit Wirbelstromkreis für passive Rotorabbremsung Expired - Lifetime EP1479879B2 (de)

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DE10321036A DE10321036A1 (de) 2003-05-10 2003-05-10 Elektrischer Ventiltrieb mit Kurzschlussring

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DE (2) DE10321036A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009095125A1 (de) * 2008-01-30 2009-08-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur ansteuerung von magnetventilen
WO2016139176A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-09 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung mit einem elektromotor mit einem weichmagnetischen rotor und vorrichtung mit zumindest einem aus einem weichmagnetischen material gebildeten anker eines magnetaktors

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19722632A1 (de) * 1997-05-30 1998-12-03 Schaeffler Waelzlager Ohg Antrieb zur periodischen Beaufschlagung wenigstens eines Ventils
US5868108A (en) * 1996-12-13 1999-02-09 Fev Motorentechnik Gmbh & Co. Kg Method for controlling an electromagnetic actuator operating an engine valve
EP0959479A2 (de) * 1998-04-28 1999-11-24 Siemens Automotive Corporation Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Ankers in einem elektromagnetischem Aktuator
WO2000028192A1 (en) * 1998-11-06 2000-05-18 Siemens Automotive Corporation Method of compensation for flux control of an electromechanical actuator
EP1073183A2 (de) * 1999-07-29 2001-01-31 Isuzu Motors Limited Wirbelstrom-Bremsgerät
US6373678B1 (en) * 1999-05-03 2002-04-16 Fev Motorentechnik Gmbh Method of regulating the armature impact speed in an electromagnetic actuator by controlling the current supply based on performance characteristics
US6427651B1 (en) * 1999-05-27 2002-08-06 Fev Motorentechnik Gmbh Method for controlling the final position of a gas exchange valve actuated by an electromagnetic actuator in an internal combustion piston engine
US6499447B2 (en) * 2000-03-16 2002-12-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Process for operating an electromagnetic actuator

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4244247A1 (de) * 1992-12-24 1994-07-07 Kuhnke Gmbh Kg H Elektromagnetische Anordnung
DE29703585U1 (de) † 1997-02-28 1998-06-25 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Elektromagnetischer Aktuator mit magnetischer Auftreffdämpfung
JP3935008B2 (ja) * 2002-07-16 2007-06-20 本田技研工業株式会社 エンジンの動弁装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5868108A (en) * 1996-12-13 1999-02-09 Fev Motorentechnik Gmbh & Co. Kg Method for controlling an electromagnetic actuator operating an engine valve
DE19722632A1 (de) * 1997-05-30 1998-12-03 Schaeffler Waelzlager Ohg Antrieb zur periodischen Beaufschlagung wenigstens eines Ventils
US5884591A (en) * 1997-05-30 1999-03-23 Ina Walzlager Schaeffler Ohg Drive mechanism for periodically moving at least one valve
EP0959479A2 (de) * 1998-04-28 1999-11-24 Siemens Automotive Corporation Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Ankers in einem elektromagnetischem Aktuator
WO2000028192A1 (en) * 1998-11-06 2000-05-18 Siemens Automotive Corporation Method of compensation for flux control of an electromechanical actuator
US6373678B1 (en) * 1999-05-03 2002-04-16 Fev Motorentechnik Gmbh Method of regulating the armature impact speed in an electromagnetic actuator by controlling the current supply based on performance characteristics
US6427651B1 (en) * 1999-05-27 2002-08-06 Fev Motorentechnik Gmbh Method for controlling the final position of a gas exchange valve actuated by an electromagnetic actuator in an internal combustion piston engine
EP1073183A2 (de) * 1999-07-29 2001-01-31 Isuzu Motors Limited Wirbelstrom-Bremsgerät
US6499447B2 (en) * 2000-03-16 2002-12-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Process for operating an electromagnetic actuator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009095125A1 (de) * 2008-01-30 2009-08-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur ansteuerung von magnetventilen
WO2016139176A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-09 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung mit einem elektromotor mit einem weichmagnetischen rotor und vorrichtung mit zumindest einem aus einem weichmagnetischen material gebildeten anker eines magnetaktors

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