EP1567825B1 - Vorrichtung zum messen des hubweges von hubventilen - Google Patents

Vorrichtung zum messen des hubweges von hubventilen Download PDF

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EP1567825B1
EP1567825B1 EP03810389A EP03810389A EP1567825B1 EP 1567825 B1 EP1567825 B1 EP 1567825B1 EP 03810389 A EP03810389 A EP 03810389A EP 03810389 A EP03810389 A EP 03810389A EP 1567825 B1 EP1567825 B1 EP 1567825B1
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EP
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sleeve
poppet valves
groove
shank
measuring
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EP03810389A
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Rudolf Kragl
Rolf Connert
Martin Lorscheid
Till Scheffler
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F01L3/08—Valves guides; Sealing of valve stem, e.g. sealing by lubricant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
    • F01L1/462—Valve return spring arrangements
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    • F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y10T137/8225—Position or extent of motion indicator
    • Y10T137/8242—Electrical

Definitions

  • the invention relates to a device referred to in the preamble of claim 1. Art.
  • Such a device is known from DE 37 03 867 A1 known.
  • a sleeve is preferably made of magnetic material glued to measure the valve lift in the groove in the valve stem. Groove and sleeve are coordinated so that the sleeve sits flush in the valve stem, ie radially does not protrude. Extremely high loads can lead to bending vibrations of the valve stem.
  • Other devices are out WO 00/65204 .
  • the object of the invention is to develop a device of the type mentioned in such a way that it allows a reliable statement about the actual axial movement of the valve even under extreme loads.
  • the solution has the advantage that mechanical deformations of the sleeve are largely avoided by axially pending parts of the valve stem. Magnetostriction effects, which can occur with a sleeve made of magnetic material, thus remain largely as much as impairments of the eddy current characteristics, as they occur in a non-magnetic, metallic sleeve, which is exposed to an alternating field.
  • claim 4 describes a way to reduce the axial play between sleeve and shaft by a local change of the rectangular geometry in the potential contact zone and to optimize the stability of the shaft.
  • a detail of a cylinder head 1 of a reciprocating internal combustion engine with a gas guide channel 2 and a globe valve 3 is shown.
  • the lift valve 3 is shown in sections with its valve stem 3 '. It is controlled in a known, not interesting way here. For this purpose it is equipped with also not shown valve springs and a valve spring plate.
  • the valve stem 3 ' has a groove 4, in which a sleeve 5 is attached made of magnetic material
  • the sleeve 5 runs in a stationary coil 6, which surrounds the sleeve 5 during the entire stroke movement and thereby induces an alternating voltage, from which the position of the sleeve 5 and thus of the lifting valve 3 is determined in a known manner.
  • the sleeve 5 is fixed within the groove 4 with axial play.
  • the game is axially formed on both sides.
  • the game is dimensioned such that the sleeve 5 is not applied to the axially adjacent parts of the valve stem 3 'at all occurring operating temperatures and operating stresses.
  • the sleeve 5 is mechanically not deformed by the axially adjacent parts of the valve stem 3 'with the advantage of a position information that is undisturbed and allows an exact statement about the position of the globe valve 3.

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Messen des Hubweges von Hubventilen, insbesondere für in Brennkraftmaschinen eingebaute Hubventile, mit Hilfe induktiver Wegaufnehmer, bestehend aus einer ortsfest gelagerten Spule und einer in einer Nut im Ventilschaft bündig angeordneten und in der Spule axial beweglichen Metall-Hülse ist die Hülse innerhalb der Nut mit axialem Spiel befestigt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
  • Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 37 03 867 A1 bekannt. Dort wird zum Messen der Ventilhubbewegung in die Nut im Ventilschaft eine Hülse vorzugsweise aus magnetischem Werkstoff eingeklebt. Nut und Hülse sind so aufeinander abgestimmt, dass die Hülse bündig im Ventilschaft sitzt, d.h. radial nicht hervorsteht. Bei extrem hohen Belastungen kann es zu Biegeschwingungen des Ventilschafts kommen. Weitere Vorrichtungen sind aus WO 00/65204 , DE 42 38 861 A1 , und DE 44 38 059 A1 bekannt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass sie auch bei extremen Belastungen eine zuverlässige Aussage über die tatsächliche axiale Bewegung des Ventils ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Lösung hat den Vorteil, dass mechanische Verformungen der Hülse durch axial anstehende Teile des Ventilschafts weitgehend vermieden werden. Magnetostriktionseffekte, wie sie bei einer Hülse aus magnetischem Werkstoff auftreten können, bleiben damit ebenso weitgehend aus wie Beeinträchtigungen der Wirbelstromeigenschaften, wie sie bei einer nicht-magnetischen, metallischen Hülse auftreten, die einem Wechselfeld ausgesetzt ist.
  • Die Patentansprüche 2 und 3 beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, durch die etwaig unter ganz extremen Bedingungen noch auftretende Beeinträchtigungen der magnetischen bzw. elektrischen Eigenschaften der Hülse völlig vermieden werden.
  • Schließlich beschreibt der Patentanspruch 4 eine Möglichkeit, durch eine lokale Veränderung der Rechteckgeometrie in der potentiellen Kontaktzone das axiale Spiel zwischen Hülse und Schaft zu verringern und die Stabilität des Schafts zu optimieren.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher dargestellt.
  • In der einzigen Abbildung ist ein Ausschnitt aus einem Zylinderkopf 1 einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Gasführungskanal 2 und einem Hubventil 3 dargestellt. Das Hubventil 3 ist ausschnittsweise mit seinem Ventilschaft 3' gezeigt. Es wird in bekannter, hier nicht näher interessierender Weise gesteuert. Hierzu ist es mit ebenfalls nicht dargestellten Ventilfedern und einem Ventilfederteller ausgerüstet.
  • Der Ventilschaft 3' weist eine Nut 4 auf, in der eine Hülse 5 aus magnetischem Material befestigt ist
  • Die Hülse 5 läuft in einer feststehenden Spule 6, die die Hülse 5 während der gesamten Hubbewegung umgibt und induziert dabei eine Wechselspannung, aus der auf bekannte Weise die Stellung der Hülse 5 und damit des Hubventils 3 bestimmt wird.
  • Die Hülse 5 ist innerhalb der Nut 4 mit axialem Spiel befestigt ist. Das Spiel ist axial beidseitig ausgebildet.
  • Das Spiel ist derart bemessen, dass die Hülse 5 bei allen auftretenden Betriebstemperaturen und Betriebsbeanspruchungen nicht an den axial benachbarten Teilen des Ventilschafts 3' anliegt.
  • Nicht dargestellt ist eine besondere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Hülse und/oder der Schaft an ihrem Außenumfang in dem zum Schaft bzw. der Hülse benachbarten Bereich eingezogen ist/sind. Dadurch kann das axiale Spiel gegenüber der dargestellten Ausführungsform verringert werden.
  • Sämtlichen Ausführungsformen gemeinsam ist, dass die Hülse 5 durch die axial benachbarten Teile des Ventilschafts 3' mechanisch nicht verformt wird mit dem Vorteil einer Stellungsinformation, die ungestört ist und eine exakte Aussage über die Stellung des Hubventils 3 erlaubt.

Claims (4)

  1. Vorrichtung zum Messen des Hubweges von Hubventilen, insbesondere für in Brennkraftmaschinen eingebaute Hubventile, mit Hilfe induktiver Wegaufnehmer, bestehend aus einer ortsfest gelagerten Spule (6) und einer in einer Nut (4) im Ventilschaft (3') bünding angeordneten und in der Spule axial beweglichen Metall-Hülse (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse innerhalb der Nut mit axialem Spiel befestigt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel axial beidseitig ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel derart bemessen ist, dass die Hülse bei allen auftretenden Betriebstemperaturen und Betriebsbeanspruchungen nicht am Schaft anliegt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse und/oder der Schaft an ihrem Außenumfang in dem zum Schaft bzw. der Hülse benachbarten Bereich eingezogen ist/sind.
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