WO2013004405A1 - Schiebenockensystem mit einer bistabilden aktoreinheit - Google Patents

Schiebenockensystem mit einer bistabilden aktoreinheit Download PDF

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WO2013004405A1
WO2013004405A1 PCT/EP2012/055096 EP2012055096W WO2013004405A1 WO 2013004405 A1 WO2013004405 A1 WO 2013004405A1 EP 2012055096 W EP2012055096 W EP 2012055096W WO 2013004405 A1 WO2013004405 A1 WO 2013004405A1
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WO
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unit
compression spring
internal combustion
combustion engine
actuator
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/055096
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English (en)
French (fr)
Inventor
David Vopel
Jens Hoppe
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve

Definitions

  • Such an actuator unit for reciprocating internal combustion engines is known from WO 2010/097 298 A1.
  • the latching device has latching bodies which are guided in the wall of the hollow actuator pins and are in operative connection with a bevel in the wall of the guide sleeve and with cone-pointed control needles. If the control needles are tightened by the solenoid unit, then the locking body can be released from the slope, so that the compression springs accelerate the actuator pin towards the sliding cam unit.
  • the object of the invention is to remedy the disadvantages described above and to simplify the actuator units. It should also be possible to move the Aktorstatte ramp at low momentum of the ejection in the inner rest position. Also, a discard signal is to be generated in the solenoid unit, which reliably registers the inner position of the Aktorstatte.
  • the proposed actuator unit should also be able to be produced with simple and inexpensive means.
  • the object of the invention is achieved in that the compression spring is supported on the latching device that acts on the Aktorloch one of the compression spring opposing support spring, which is located on the guide sleeve or a supported with its component connected and that the pressure and support spring with the latching device form a bistable arrangement of Aktorites, wherein the triggering of the bistable arrangement is performed by the solenoid unit.
  • the guide sleeve an extension and / or the Aktorit a constriction, which are designed as a working space in which the compression spring, the support spring and the latching device are arranged.
  • the Aktorstatt and the guide sleeve or the components associated with them have at the inner ends of the working space depending on a conical in the direction of the solenoid unit constricting, opposing expansion and support surface with which preferably formed as balls detent body are in operative connection, wherein the compression spring supported on the locking bodies.
  • the ejection ramp can thus tension the compression spring, which is supported, for example via a disc on the locking bodies, the detent body on the conical support surface of the guide sleeve so long rest until the arranged on the Aktorstatt spreader releases a shift of the locking body in the constriction of Aktorstattes and allows further inward movement of Aktorstattes using the support spring.
  • the radial extent of the extension and / or the constriction is equal to or greater than the radial dimension of the detent body minus the gap that may be present.
  • the solenoid unit only needs to take over the triggering of the outward movement of Aktorloches and the Aktorstatt need only to move so far against the force of the relatively weak support spring until the locking body reach the support surface on the guide sleeve. Then, the compression spring can support there, relax and move the Aktorit towards the sliding cam unit.
  • the actuator unit has two adjacently arranged actuator pins, which are in operative connection by means of a transmission element with the electromagnet unit.
  • the Z. B. formed as a rocker transmission element is pivotally mounted on a ball head connected to an armature of the solenoid unit anchor rod.
  • rocker By the rocker both Aktorstatte initially moved from its inner position in the direction of the sliding cam unit. Since only one actuator pin reaches a suitable sliding groove, the other actuator pin hits a high surface and is prevented from further outward movement. Due to the pivotable mounting of the rocker of the first actuator pin is moved further until the locking body reach the support surface and the compression spring takes over the further outward movement.
  • the rocker can be fixed in its tilted position by a stop on the electromagnet unit and a bearing engaging behind the ball head.
  • the further actuator pin whose outward movement is limited by the high circle surface can be easily moved back by the support spring, since the compression spring has not been activated and the rocker releases the backward movement.
  • Figure 1 a section through a simplified outlined actuator unit for
  • FIG. 2 shows a section through an actuator unit with two actuator pins, which are in the inner rest position
  • FIG. 3 shows a section according to FIG. 2, after triggering of the outward movement by a solenoid unit, FIG.
  • FIG. 4 shows a section according to FIG. 2, in which an actuator pin strikes the high circle surface of the sliding cam unit
  • FIG. 5 shows a section according to FIG. 2 with the release of the pressure spring in the case of an actuator pin and a return, unused second actuator pin, FIG.
  • FIG. 6 shows a section according to FIG. 2 with complete engagement of the actuator pin in a sliding groove
  • Figure 7 a section according to Figure 2 with the beginning of the tensioning of the compression spring due to a pulse of an ejection ramp.
  • 1 generally designates an actuator unit. It has a guide sleeve 2, are mounted in the actuator pins 3 and guided longitudinally movable.
  • the guide sleeve 2 communicates with a solenoid unit 4, which is guided in a housing sleeve 5, wherein the housing sleeve 5 is connected to the guide sleeve 2 and a mounting flange 6.
  • the actuator pins 3 are in operative connection with a sliding cam unit 7 (FIG. 1), which has a sliding groove 8 and, next to it, a high-circular surface 9.
  • the guide sleeve 2 has an extension 10 associated with each actuator pin 3 and the actuator pins 3 have matching constrictions 11 which form a working space 12.
  • a support spring 13 and a compression spring 14 is installed, wherein the support spring 13, the actuator pins 3 in the direction of the solenoid unit 4 and the compression spring 14, the actuator pins 3 in the direction of the sliding cam unit 7 load.
  • the support 13 and compression springs 14 engage ( Figures 2 to 7) on a sleeve flange 15, which is supported on the lower, the sliding cam unit 7 facing the end of the constriction 1 1.
  • the compression springs 14 are in communication with a disk 16 (FIG. 1) or a cage 17 (FIGS. 2 to 7) and load the locking bodies 18 designed as balls in the direction of the electromagnet unit 4.
  • the locking bodies 18 are provided with expansion surfaces 19 on the actuator pins 3 and with support surfaces 20 on the guide sleeve 2 or a seat ring 21 ( Figures 2 to 7) in operative connection, which are arranged on the upper of the electromagnet unit 4 facing ends of the working space 12.
  • the spreader surfaces 19 and the support surfaces 20 are cone-shaped, the tips pointing in the direction of the solenoid unit 4.
  • a gap 23 is provided, in which the cage 17 is guided.
  • the radial extension of the extension 10 and the constriction 1 1 are at least as large as the diameter of the locking body 18 minus the thickness of the gap 23.
  • the heads 22 of the Aktorstatte 3 are directly or by means of a rocker 24 with an anchor rod 25 in conjunction, said the anchor rod 25 has a ball head 26 and the rocker 24 the ball head 26 behind attacks.
  • the anchor rod 25 is connected to an armature 27, which is arranged displaceably by means of a coil 28.
  • springs 30 are arranged, which decelerate the movement of the armature 27 in the direction of the closure cover 29 and support the triggering of an electrical discard signal.
  • a permanent magnet is attached to the armature 27 in the region of the springs 30 to amplify the throw-back signal.
  • bearing rings 32 are arranged to guide the anchor rod 25.
  • the Aktorstatte 3 are shown in Figure 2 in the inner layer, wherein the locking body 18 abut the spreading surface 19 of the Aktorstatte 3 and are supported on the inner wall of the seat rings 21 in the gap 23.
  • the compression springs 14 are stretched, while the support springs 13 are partially relaxed. Both are supported against each other on a flange sleeve 15 which abut against the lower, the sliding cam unit 7 facing ends of the constrictions 1 1.
  • the right actuator pin has contacted the high circle surface 9, which prevents the actuator pin from further outward movement.
  • the distance between the outer end of the actuator pins 3 to the high-circle surface 9 is matched with the position of the cylindrical wall of the seat rings 21 so that the locking body 18 have not yet left the cylindrical wall when contacting the end of the actuator pins 3 with the high-circular surface 9, so that the Support spring 13, the actuator pin 3 can move back into its inner position in the direction of solenoid unit 3, as shown in Figure 5.
  • the left actuator pin 3 has been further moved according to Figure 4 due to a tilting movement of the rocker 24, so that the locking body 18 reaches the support surface 20 have, with the locking body 18 are supported there and leave the spreading surface 19 to the Aktorstatten 3.
  • the compression springs 14 can now lean against the detent body 18 and the support surface 20 and move the actuator pin completely outwards into the displacement groove 8 without the aid of the electromagnetic unit 4 (see FIG. 5).
  • the left actuator pin 3 is in backward movement due to its contact with the ejection ramp, the pressure spring 14 being tensioned. Since the ejection ramp extends in the radial direction up to the height of the high-circle surface 9, the left actuator pin 3 is moved further inwards, namely until the catch bodies 18 have reached the cylindrical wall of the seat rings 21. Thereafter, the support spring 13 also pushes the left Aktorit 3 completely inward, so that a discard signal is generated in the solenoid unit 4, which signals the complete retraction of the Aktorstatte 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Kurbeltrieb, mit zumindest einem Zylinderkopf, dessen Ein-und Auslasskanäle von zumindest je einem als Ein- und Auslassventil ausgebildeten Gaswechselventil beherrscht sind, die durch Nocken zumindest einer Nockenwelle und von diesen angetriebenen Übertragungselementen betätigbar sind, wobei die Nocken als Schiebenocken mit zumindest zwei Nocken pro Schiebenockeneinheit (7) ausgebildet sind, die drehfest aber axial verschiebbar auf einer Grundwelle angeordnet sind, wobei die Grundwelle brennkraftmaschinenfest geführt ist, und mit zumindest einer brennkraftmaschinenfesten Aktoreinheit (1) mit zumindest einem Aktorstift (3) zur Verschiebung der Schiebenockeneinheiten (7) in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest einer mit dem Aktorstift (3) zusammenwirkenden Verschiebenut (8) am Umfang der Schiebenockeneinheiten (7), die schraubenförmig ausgebildet, spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet und zumindest eine Auswurframpe für den Aktorstift (3) aufweisen, wobei neben den Verschiebenuten (8) Hochkreisflächen (9) an den Schiebenockeneinheiten (7) vorgesehen sind und der Aktorstift (3) in einer Führungshülse (2) der Aktoreinheit (1) verschiebbar gelagert, in Richtung zur Schiebenockeneinheit (7) mittels einer Druckfeder (14) belastbar ist, wobei der Federweg der Druckfeder (14) in zumindest teilgespanntem Zustand mittels einer sperrbaren Rasteinrichtung fixierbar und die Rasteinrichtung mittels einer Elektromagneteinheit (4) lösbar ist, wobei die Druckfeder (14) sich an der Rasteinrichtung abstützt, wobei an dem Aktorstift (3) eine der Druckfeder (14) gegengerichtete Stützfeder (13) angreift, die sich an der Führungshülse (2) oder einem mit ihr verbundenen Bauteil abstützt und wobei die Druck- (14) und Stützfeder (13) mit der Rasteinrichtung eine bistabile Anordnung des Aktorstiftes (3) bilden und die Auslösung der bistabilen Anordnung durch die Elektromagneteinheit (4) erfolgt.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Schiebenockensystem mit einer bistabilen Aktoreinheit Beschreibung
Gebiet der Erfindung Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Kurbeltrieb, mit zumindest einem Zylinderkopf, dessen Ein- und Auslasskanäle von zumindest je einem als Ein-und Auslassventil ausgebildeten Gaswechselventil beherrscht sind, die durch Nocken zumindest einer Nockenwelle und von diesen angetriebenen Übertragungselementen betätigbar sind, wobei die Nocken als Schiebenocken mit zu- mindest zwei Nocken pro Schiebenockeneinheit ausgebildet sind, die drehfest aber axial verschiebbar auf einer Grundwelle angeordnet sind, wobei die Grundwelle brennkraftmaschinenfest geführt ist, und mit zumindest einer brennkraftmaschinenfesten Aktoreinheit mit zumindest einem Aktorstift zur Verschiebung der Schiebenockeneinheiten in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest einer mit dem Aktorstift zusammenwirkenden Verschiebenut am Umfang der Schiebenockeneinheiten, die schraubenförmig ausgebildet, spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet und zumindest eine Auswurframpe für den Aktorstift aufweisen, wobei neben den Verschiebenuten Hochkreisflächen an den Schiebenockeneinheiten vorgesehen sind und der Aktorstift in einer Führungshülse der Aktoreinheit verschiebbar gelagert, in Richtung zur Schiebenockeneinheit mittels einer Druckfeder belastbar ist, wobei der Federweg der Druckfeder in zumindest teilgespanntem Zustand mittels einer sperrbaren Rasteinrichtung fixierbar und die Rasteinrichtung mittels einer Elektromagneteinheit lösbar ist. Hintergrund der Erfindung
Eine derartige Aktoreinheit für Hubkolbenbrennkraftmaschinen ist durch die WO 2010/097 298 A1 bekannt. Die Rasteinrichtung weist Rastkörper auf, die in der Wand der hohl ausgebildeten Aktorstifte geführt sind und mit einer Schräge in der Wand der Führungshülse und mit kegelspitzen Steuernadeln in Wirkverbindung stehen. Werden die Steuernadeln durch die Elektromagneteinheit angezogen, so können sich die Rastkörper von der Schräge lösen, so dass die Druckfedern den Aktorstift in Richtung zur Schiebenockeneinheit beschleunigen.
Um die Steuernadeln, insbesondere für zwei nebeneinander angeordnete Aktorstifte, zu entriegeln, ist eine große Elektromagneteinheit mit großem Bauraum erforderlich. Des Weiteren besteht das Problem, dass eine Rückbewe- gung der Aktorstifte bis zur inneren Endlage nicht hinreichend sicher gewährleistet ist, da die Rückbewegung nur durch die Auswurframpe an der Verschiebenut der Schiebenockeneinheit bewirkt wird.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, die zuvor beschriebenen Nachteile zu beheben und die Aktoreinheiten zu vereinfachen. Dabei soll es auch möglich sein, die Aktorstifte bei schwachem Impuls der Auswurf rampe in die innere Ruhelage zu bewegen. Auch soll ein Rückwurfsignal in der Elektromagneteinheit erzeugt werden, das zuverlässig die innere Position der Aktorstifte registriert. Die vorgeschlagene Aktoreinheit soll darüber hinaus mit einfachen und kostengünstigen Mitteln herstellbar sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Druckfeder sich an der Rasteinrichtung abstützt, dass an dem Aktorstift eine der Druckfeder gegengerichtete Stützfeder angreift, die sich an der Führungshülse oder einem mit ihr verbundenen Bauteil abstützt und dass die Druck- und Stützfeder mit der Rasteinrichtung eine bistabile Anordnung des Aktorstiftes bilden, wobei die Auslösung der bistabilen Anordnung durch die Elektromagneteinheit erfolgt. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass das Ausfahren des Aktorstiftes zunächst durch die Elektromagneteinheit bewirkt wird und zwar so weit, bis der Kipppunkt der bistabilen Anordnung des Aktorstiftes erreicht ist und die Rasteinrichtung gelöst ist, sodass dann die Druckfeder das vollständige Ausfahren des Aktorstiftes in die Verschiebenut übernimmt. Dadurch ist nur eine verhältnismäßig kleine elektromagnetische Kraft zum Zusammendrücken der Stützfe- der erforderlich. Die Druckfeder übernimmt dann das schnelle Ausfahren des Aktorstiftes.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Rückführung des Aktorstiftes in Richtung zur Elektromagneteinheit zunächst durch die Auswurframpe und anschließend durch die Stützfeder erfolgt. Die Auswurfram- pe spannt beim Einschieben des Aktorstiftes auch die Druckfeder vollständig so weit bis die Rasteinrichtung die Sperrung der Druckfeder übernimmt. Die Stützfeder unterstützt dabei den Impuls der Auswurframpe, der zum Spannen der Druckfeder und Erreichen des Kipppunktes der bistabilen Anordnung geführt hat, und schiebt den Aktorstift vollständig gegen die stromlose Elektro- magneteinheit zurück. Dadurch fährt der Aktorstift vollständig ein, sodass keine Berührung des Aktorstiftes mit der Hochkreisfläche zu befürchten ist. Dadurch ist weiterhin auch keine genaue Spieleinstellung des Aktorstiftes zur Schiebenockeneinheit erforderlich, da nach Erreichen des Kipppunktes die Stützfeder das Einfahren übernimmt.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Führungshülse eine Erweiterung und/oder der Aktorstift eine Verengung auf, die als Arbeitsraum ausgebildet sind, in dem die Druckfeder, die Stützfeder und die Rasteinrichtung angeordnet sind. Der Aktorstift und die Führungshülse oder die mit ihnen verbundenen Bauteile weisen an den inneren Enden des Arbeitsraumes je eine kegelförmige in Richtung zur Elektromagneteinheit sich verengende, gegengerichtete Spreiz- und Stützfläche auf, mit denen vorzugsweise als Kugeln ausgebildete Rastkörper in Wirkverbindung stehen, wobei sich die Druckfeder an den Rastkörpern abstützt. Die Auswurframpe kann so die Druckfeder spannen, die sich z.B. über eine Scheibe an den Rastkörpern abstützt, wobei die Rastkörper an der kegelförmigen Stützfläche der Führungshülse so lange anliegen, bis die an dem Aktorstift angeordnete Spreizfläche eine Verschiebung der Rastkörper in die Verengung des Aktorstiftes freigibt und eine weitere Einwärtsbewegung des Aktorstiftes mit Hilfe der Stützfeder erlaubt.
Dies wird dadurch erleichtert, dass zwischen einem der Elektromagneteinheit zugewandten Kopf des Aktorstiftes und der zugeordneten Wand der Führungshülse oder den mit ihnen verbundenen Bauteilen ein Spalt vorgesehen ist. Da- bei ist die radiale Erstreckung der Erweiterung und/oder der Verengung gleich oder größer als die radiale Abmessung der Rastkörper abzüglich des ggf. vorhandenen Spaltes. Eine Verbesserung der Führung der als Kugeln ausgebildeten Rastkörper wird dadurch erreicht, dass die Rastkörper in einem Käfig geführt sind und dass die Druckfeder sich an dem Käfig abstützt. Dabei füllt die Dicke des vorzugsweise ringförmig ausgebildeten Käfigs den Spalt aus und ist gleitend in diesem geführt.
Durch die zuvor beschriebenen Merkmale wird erreicht, dass die Elektromagneteinheit nur die Auslösung der Auswärtsbewegung des Aktorstiftes zu übernehmen braucht und den Aktorstift nur so weit gegen die Kraft der relativ schwachen Stützfeder zu bewegen braucht, bis die Rastkörper die Stützfläche an der Führungshülse erreichen. Dann kann sich die Druckfeder dort abstützen, sich entspannen und den Aktorstift in Richtung zur Schiebenockeneinheit bewegen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Aktoreinheit zwei nebeneinander angeordnete Aktorstifte aufweist, die mittels eines Übertragungselements mit der Elektromagneteinheit in Wirkverbindung stehen. Das z. B. als Wippe ausgebildete Übertragungselement ist schwenkbar an einem Kugelkopf einer mit einem Anker der Elektromagneteinheit verbundenen Ankerstange gelagert.
Durch die Wippe werden zunächst beide Aktorstifte aus ihrer inneren Position in Richtung zur Schiebenockeneinheit bewegt. Da aber nur ein Aktorstift eine passende Verschiebenut erreicht, trifft der andere Aktorstift auf eine Hochkreis- fläche und wird an einer weiteren Auswärtsbewegung gehindert. Durch die schwenkbare Lagerung der Wippe wird der erstgenannte Aktorstift weiterbewegt, bis die Rastkörper die Stützfläche erreichen und die Druckfeder die weitere Auswärtsbewegung übernimmt. Die Wippe kann dabei durch einen An- schlag an der Elektromagneteinheit und eine hintergreifende Lagerung am Kugelkopf in ihrer gekippten Lage fixiert werden.
Der weitere Aktorstift, dessen Auswärtsbewegung durch die Hochkreisfläche begrenzt wird, kann leicht durch die Stützfeder zurück bewegt werden, da die Druckfeder noch nicht aktiviert wurde und die Wippe die Rückwärtsbewegung freigibt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind.
Es zeigen:
Figur 1 : einen Schnitt durch eine vereinfacht skizzierte Aktoreinheit zur
Erläuterung des Wirkprinzips,
Figur 2: einen Schnitt durch eine Aktoreinheit mit zwei Aktorstiften, die sich in der inneren Ruhelage befinden,
Figur 3: einen Schnitt gemäß Figur 2, nach Auslösung der Auswärtsbewegung durch eine Elektromagneteinheit,
Figur 4: einen Schnitt gemäß Figur 2, bei der ein Aktorstift auf die Hochkreisfläche der Schiebenockeneinheit auftrifft,
Figur 5: einen Schnitt gemäß Figur 2 mit Freigabe der Druckfeder bei einem Aktorstift und rückbewegtem, unbenutztem zweitem Aktorstift,
Figur 6: einen Schnitt gemäß Figur 2 mit vollständigem Eingriff des Ak- torstiftes in eine Verschiebenut und
Figur 7: einen Schnitt gemäß Figur 2 mit Beginn des Spannens der Druckfeder aufgrund eines Impulses einer Auswurf rampe. Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den Figuren 1 und 7 ist, soweit im Einzeln dargestellt, mit 1 allgemein eine Aktoreinheit bezeichnet. Sie weist eine Führungshülse 2 auf, in der Aktorstifte 3 gelagert und längsbeweglich geführt sind. Die Führungshülse 2 steht mit einer Elektromagneteinheit 4 in Verbindung, die in einer Gehäusehülse 5 geführt ist, wobei die Gehäusehülse 5 mit der Führungshülse 2 und einem Befestigungsflansch 6 verbunden ist. Die Aktorstifte 3 stehen mit einer Schiebenockeneinheit 7 (Figur 1 ) in Wirkverbindung, die eine Verschiebenut 8 und daneben eine Hochkreisfläche 9 aufweist. Die Führungshülse 2 weist eine jedem Aktorstift 3 zugeordnete Erweiterung 10 und die Aktorstifte 3 dazu passende Verengungen 1 1 auf, die einen Arbeitsraum 12 bilden. In dem Arbeitsraum 12 ist eine Stützfeder 13 und eine Druckfeder 14 eingebaut, wobei die Stützfeder 13 die Aktorstifte 3 in Richtung zur Elektromagneteinheit 4 und die Druckfeder 14 die Aktorstifte 3 in Richtung zur Schiebenockeneinheit 7 belasten. Die Stütz- 13 und Druckfedern 14 greifen (Figuren 2 bis 7) an einem Hülsenflansch 15 an, der sich an dem unteren, der Schiebenockeneinheit 7 zugewandten Ende der Verengung 1 1 abstützt. Die Druckfedern 14 stehen mit einer Scheibe 16 (Figur 1 ) oder einem Käfig 17 (Figuren 2 bis 7) in Verbindung und belasten die als Kugeln ausgebildete Rastkörper 18 in Richtung zur Elektromagneteinheit 4. Die Rastkörper 18 stehen mit Spreizflächen 19 an den Aktorstiften 3 und mit Stützflächen 20 an der Führungshülse 2 oder einem Sitzring 21 (Figuren 2 bis 7) in Wirkverbindung, die an den oberen der Elektromagneteinheit 4 zugewandten Enden des Arbeitsraumes 12 angeordnet sind. Die Spreizflächen 19 und die Stützflächen 20 sind kegelförmig ausgebildet, deren Spitzen in Richtung zu der Elektromagneteinheit 4 zeigen. Zwischen einem Kopf 22 der Aktorstifte 3 und der Führungshülse 2 (Figur 1 ) oder dem Stützring 21 (Figuren 2 bis 7) ist ein Spalt 23 vorgesehen, in dem der Käfig 17 geführt ist. Die radiale Erstreckung der Erweiterung 10 und der Verengung 1 1 sind zumindest so groß, wie der Durchmesser der Rastkörper 18 abzüglich der Dicke des Spaltes 23. Die Köpfe 22 der Aktorstifte 3 stehen direkt oder mittels einer Wippe 24 mit einer Ankerstange 25 in Verbindung, wobei die Ankerstange 25 einen Kugelkopf 26 aufweist und die Wippe 24 den Kugelkopf 26 hinter- greift. Die Ankerstange 25 ist mit einem Anker 27 verbunden, der mittels einer Spule 28 verschiebbar angeordnet ist. Zwischen dem Anker 27 und einem Verschlussdeckel 29 der Elektromagneteinheit 4 sind Federn 30 angeordnet, die die Bewegung des Ankers 27 in Richtung Verschlussdeckel 29 abbremsen und die Auslösung eines elektrischen Rückwurfsignals unterstützen. Gegebenenfalls wird zur Verstärkung des Rückwurfsignals ein Permanentmagnet an dem Anker 27 im Bereich der Federn 30 angebaut. In dem Verschlussdeckel 29 und in einem der Führungshülse 2 zugewandten Flansch 31 der Elektromagneteinheit 4 sind Lagerringe 32 zur Führung der Ankerstange 25 angeordnet.
Die Funktionsweise der Aktoreinheit 1 und der Steuerung der Aktorstifte 3 erfolgt in folgenden Schritten:
Zunächst befinden sich die Aktorstifte 3 gemäß Figur 2 in der inneren Lage, wobei die Rastkörper 18 an der Spreizfläche 19 der Aktorstifte 3 anliegen und sich an der inneren Wand der Sitzringe 21 im Spalt 23 abstützen. Die Druckfedern 14 sind gespannt, während die Stützfedern 13 teilentspannt sind. Beide stützen sich gegeneinander an einer Flanschhülse 15 ab, die an den unteren, der Schiebenockeneinheit 7 zugewandten Enden der Verengungen 1 1 anliegen.
Bei einer weiteren Auswärtsbewegung gemäß Figur 3 befinden sich die Stützkörper 18 noch an der zylindrischen Wand der Sitzringe 21 , so dass lediglich eine Auswärtsbewegung durch die Ankerstange 25 erfolgt ist und eine höhere Spannung in den Stützfedern 13 vorliegt.
Wie in Figur 4 dargestellt, hat der rechte Aktorstift die Hochkreisfläche 9 kon- taktiert, wobei diese den Aktorstift an einer weiteren Auswärtsbewegung hindert. Der Abstand des äußeren Endes der Aktorstifte 3 zur Hochkreisfläche 9 ist mit der Lage der zylindrischen Wand der Sitzringe 21 so abgestimmt, dass die Rastkörper 18 bei Kontaktieren des Endes der Aktorstifte 3 mit der Hochkreisfläche 9 die zylindrische Wand noch nicht verlassen haben, so dass die Stützfeder 13 den Aktorstift 3 wieder in seine innere Lage in Richtung Elektromagneteinheit 3 rückbewegen können, wie es in Figur 5 dargestellt ist.
Der linke Aktorstift 3 wurde gemäß Figur 4 aufgrund einer Kippbewegung der Wippe 24 weiterbewegt, so dass die Rastkörper 18 die Stützfläche 20 erreicht haben, wobei sich die Rastkörper 18 dort abstützen und die Spreizfläche 19 an den Aktorstiften 3 verlassen. Die Druckfedern 14 können sich nun auf die Rastkörper 18 und die Stützfläche 20 anstützen und ohne Hilfe der Elektromagneteinheit 4 (siehe Figur 5) den Aktorstift vollständig nach außen in die Verschie- benut 8 bewegen.
In Figur 6 ist der rechte Aktorstift aufgrund der Kraft der Stützfeder 13 wieder in seine Ausgangsposition zurückgeschoben worden.
Wie Figur 7 zu entnehmen ist, befindet sich der linke Aktorstift 3 aufgrund seines Kontaktes mit der Auswurframpe in Rückwärtsbewegung, wobei die Druck- feder 14 gespannt wird. Da die Auswurframpe in radialer Richtung bis zur Höhe der Hochkreisfläche 9 reicht, wird der linke Aktorstift 3 weiter nach innen bewegt und zwar so weit, bis die Rastkörper 18 die zylindrische Wand der Sitzringe 21 erreicht haben. Danach schiebt die Stützfeder 13 auch den linken Aktorstift 3 vollständig nach innen, so dass auch in der Elektromagneteinheit 4 ein Rückwurfsignal erzeugt wird, welches das vollständige Einfahren der Aktorstifte 3 signalisiert.
Bezugszeichenliste
1 Aktoreinheit
2 Führungshülse
3 Aktorstifte
4 Elektromagneteinheit
5 Gehäusehülse
6 Befestigungsflansch
7 Schiebenockeneinheit
8 Verschiebenut
9 Hochkreisfläche
10 Erweiterungen
1 1 Verengungen
12 Arbeitsräume
13 Stützfedern
14 Druckfedern
15 Hülsenflansche
16 Scheibe
17 Käfige
18 Rastkörper
19 Spreizflächen
20 Stützflächen
21 Sitzringe
22 Köpfe
23 Spalte
24 Wippe
25 Ankerstange
26 Kugelkopf
27 Anker
28 Spule
29 Verschlussdeckel
30 Federn
31 Flansch
32 Lagerringe

Claims

Patentansprüche
Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Kurbeltrieb, mit zumindest einem Zylinderkopf, dessen Ein- und Auslasskanäle von zumindest je einem als Ein- und Auslassventil ausgebildeten Gaswechselventil beherrscht sind, die durch Nocken zumindest einer Nockenwelle und von diesen angetriebenen Übertragungselementen betätigbar sind, wobei die Nocken als Schiebenocken mit zumindest zwei Nocken pro Schiebenockeneinheit (7) ausgebildet sind, die drehfest aber axial verschiebbar auf einer Grundwelle angeordnet sind, wobei die Grundwelle brenn- kraftmaschinenfest geführt ist, und mit zumindest einer brennkraftma- schinenfesten Aktoreinheit (1 ) mit zumindest einem Aktorstift (3) zur Verschiebung der Schiebenockeneinheiten (7) in unterschiedliche axiale Positionen mittels zumindest einer mit dem Aktorstift (3) zusammenwirkenden Verschiebenut (8) am Umfang der Schiebenockeneinheiten (7), die schraubenförmig ausgebildet, spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet und zumindest eine Auswurframpe für den Aktorstift (3) aufweisen, wobei neben den Verschiebenuten (8) Hochkreisflächen (9) an den Schiebenockeneinheiten (7) vorgesehen sind und der Aktorstift (3) in einer Führungshülse (2) der Aktoreinheit (1 ) verschiebbar gelagert, in Richtung zur Schiebenockeneinheit (7) mittels einer Druckfeder (14) belastbar ist, wobei der Federweg der Druckfeder (14) in zumindest teilgespanntem Zustand mittels einer sperrbaren Rasteinrichtung fixierbar und die Rasteinrichtung mittels einer Elektromagneteinheit (4) lösbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (14) sich an der Rasteinrichtung abstützt, dass an dem Aktorstift (3) eine der Druckfeder (14) gegengerichtete Stützfeder (13) angreift, die sich an der Führungshülse (2) oder einem mit ihr verbundenen Bauteil abstützt und dass die Druck- (14) und Stützfeder (13) mit der Rasteinrichtung eine bistabile Anordnung des Aktorstiftes (3) bilden, wobei die Auslösung der bistabilen Anordnung durch die Elektromagneteinheit (4) erfolgt. Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführung des Aktorstiftes (3) in Richtung zur E- lektromagneteinheit (4) zunächst durch die Auswurframpe und anschließend durch die Stützfeder (13) erfolgt.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (2) eine Erweiterung (10) und/oder der Aktorstift (3) eine Verengung (1 1 ) aufweisen, die als Arbeitsraum (12) ausgebildet sind, in dem die Druckfeder (14), die Stützfeder (13) und die Rasteinrichtung angeordnet sind.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorstift (3) und die Führungshülse (2) oder die mit ihnen verbundenen Bauteile an den inneren Enden des Arbeitsraum (12) je eine kegelförmige in Richtung zur Elektromagneteinheit (4) sich verengende, gegengerichtete Spreiz- (19) und Stützfläche (20) aufweisen, mit denen vorzugsweise als Kugeln ausgebildete Rastkörper (18) in Wirkverbindung stehen, wobei sich die Druckfeder (14) an den Rastkörpern (18) abstützt.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem der Elektromagneteinheiten (4) zugewandten Kopf (22) des Aktorstiftes (3) und der zugeordneten Wand der Führungshülse (2) oder den mit ihnen verbundenen Bauteilen ein Spalt (23) vorgesehen ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Erstreckung der Erweiterung (10) und/oder der Verengung (1 1 ) gleich oder größer ist als die radiale Abmessung der Rastkörper (18) abzüglich des ggf. vorhandenen Spaltes (23). Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkörper (18) in einem Käfig (17) geführt sind und dass die Druckfeder (14) sich an dem Käfig (17) abstützt.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorzugsweise ringförmig ausgebildeten Käfig (17) im Spalt (23) angeordnet und gleitend in diesem geführt ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoreinheit (1 ) zwei nebeneinander angeordnete Aktorstifte (3) aufweist, die mittels eines Übertragungselementes mit der Elektromagneteinheit (4) in Wirkverbindung stehen.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das als Wippe (24) ausgebildetes Übertragungselement schwenkbar an einem Kugelkopf (26) einer mit einem Anker (27) der E- lektromagneteinheit (4) verbundenen Ankerstange (25) gelagert ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105339611A (zh) * 2013-06-11 2016-02-17 舍弗勒技术股份两合公司 具有传递元件的执行器
CN108878094A (zh) * 2018-07-31 2018-11-23 苏州耀德科电磁技术有限公司 一种框架式电磁铁
CN111688372A (zh) * 2020-06-20 2020-09-22 陆晓伟 一种印章安全锁
WO2021096768A1 (en) * 2019-11-17 2021-05-20 Littelfuse, Inc. Bi-stable mechanical latch including positioning spheres

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012212242A1 (de) 2012-07-12 2014-01-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Ansteuerung eines Aktuators
CN103615632B (zh) * 2013-11-20 2016-01-20 中国矿业大学 一种环形自锁式液压支腿
DE102015105337A1 (de) 2015-04-08 2016-10-13 Kendrion (Villingen) Gmbh Elektromagnetischer Aktuator mit klemmfreien Stößeln
DE102016203560A1 (de) 2016-03-04 2017-09-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensormodul für einen Aktor mit verschiebbarem Anker sowie Aktoranordnung
CN105781656B (zh) * 2016-04-23 2017-12-01 吉林大学 一种液压驱动式全可变气门的机械调节装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007024600A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-27 Schaeffler Kg Stellvorrichtung
WO2010097298A1 (de) 2009-02-27 2010-09-02 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Elektromagnetische stellvorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007024600A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-27 Schaeffler Kg Stellvorrichtung
WO2010097298A1 (de) 2009-02-27 2010-09-02 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Elektromagnetische stellvorrichtung

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105339611A (zh) * 2013-06-11 2016-02-17 舍弗勒技术股份两合公司 具有传递元件的执行器
CN108878094A (zh) * 2018-07-31 2018-11-23 苏州耀德科电磁技术有限公司 一种框架式电磁铁
WO2021096768A1 (en) * 2019-11-17 2021-05-20 Littelfuse, Inc. Bi-stable mechanical latch including positioning spheres
US11710592B2 (en) 2019-11-17 2023-07-25 Littelfuse, Inc. Bi-stable mechanical latch including positioning spheres
CN111688372A (zh) * 2020-06-20 2020-09-22 陆晓伟 一种印章安全锁
CN111688372B (zh) * 2020-06-20 2021-08-27 陆晓伟 一种印章安全锁

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