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DE10227981A1 - Bearing arrangement for control element that can be moved between two positions has torsion bar, which is mounted to component and bearing section, which is arranged on torsion rod - Google Patents

Bearing arrangement for control element that can be moved between two positions has torsion bar, which is mounted to component and bearing section, which is arranged on torsion rod Download PDF

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DE10227981A1
DE10227981A1 DE2002127981 DE10227981A DE10227981A1 DE 10227981 A1 DE10227981 A1 DE 10227981A1 DE 2002127981 DE2002127981 DE 2002127981 DE 10227981 A DE10227981 A DE 10227981A DE 10227981 A1 DE10227981 A1 DE 10227981A1
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Germany
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torsion bar
bearing
control
section
torsion
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DE2002127981
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German (de)
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Jens Dipl.-Ing. Meintschel
Thomas Dipl.-Ing. Stolk
Alexander von Dipl.-Ing. Gaisberg
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Mercedes Benz Group AG
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DaimlerChrysler AG
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Publication date
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    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/14—Torsion springs consisting of bars or tubes
    • F16F1/16—Attachments or mountings
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Abstract

The arrangement includes a drive section with magnets (5a,5b) and a tube-shaped bearing section (4) connected to a torsion bar (6). The torsion bar is rigidly mounted to a fixed component (7) with its end areas. The bearing section is arranged on the torsion rod or on a component that is rigidly mounted to the torsion rod.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines zwischen wenigstens zwei Positionen verstellbaren Steuerelements nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Des weiteren betrifft die Erfindung eine elektromagnetische Ventilsteuerung und eine Vorrichtung zur Steuerung der Strömung in einem gasführenden Kanal.The invention relates to a device for storage of an adjustable between at least two positions Control according to the closer defined in the preamble of claim 1 Art. Furthermore, the invention relates to an electromagnetic valve control and a device for controlling the flow in a gas-carrying Channel.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Lagerung eines Steuerelements ist aus der WO 98/42957 A1 oder der DE 199 55 054 A1 bekannt. Diese bei einem elektromagnetischen Antrieb eingesetzte Vorrichtung weist einen Drehstab auf, der in einem Ankerrohr aufgenommen ist. Der Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist die aufwendige Lagerung des Ankerrohrs, die zu einem sehr hohen Platzbedarf für die gesamte Vorrichtung führt.A generic device for storage of a control is from the WO 98/42957 A1 or the DE 199 55 054 A1 known. This device used in an electromagnetic drive has a torsion bar, which is accommodated in an anchor tube. The disadvantage of this known device is the complex storage of the anchor tube, which leads to a very high space requirement for the entire device.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Lagerung eines Steuerelements zu schaffen, welche eine einfache und sichere Lagerung bietet und dabei nur einen geringen Bauraum benötigt.It is therefore the task of the present Invention, a device for supporting a control to create, which offers a simple and secure storage and doing so only a small space required.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention this object is achieved by the solved in claim 1 features.

Durch die erfindungsgemäße starre Anbringung des Drehstabes an einem festen Bauteil ist, zusammen mit der Verbindung des Lagerabschnittes mit dem Drehstab oder einem starr mit dem Drehstab verbundenen Bauteil, eine sehr einfache Möglichkeit gegeben, das Steuerelement einerseits zwischen seinen zwei möglichen Positionen zu bewegen und andererseits ohne äußere Einwirkung für eine Rückstellung desselben in seine Ruhelage zu sorgen.By the invention rigid Attachment of the torsion bar to a fixed component is, together with the connection of the bearing section with the torsion bar or one rigidly connected to the torsion bar component, given a very easy way the control, on the one hand, between its two possible ones Moving positions and on the other hand without external action for a provision the same in his rest position.

Erfindungsgemäß wird nämlich bei einer Bewegung des Steuerelements der Drehstab in sich tordiert, ohne selbst eine Rotationsbewegung auszuführen, und sorgt so für die Rückstellung des Steuerelements. Dies führt insgesamt zu einer sehr einfachen Lagerung des Steuerelements und einer Reduzierung der Bauteile, was eine separate Lagerung für den Drehstab entbehrlich macht.In fact, according to the invention, during a movement of the Control the torsion bar twisted in itself, without even a rotational movement perform, and take care of that the provision of the control. this leads to Overall, a very simple storage of the control and a reduction of the components, which is a separate storage for the torsion bar dispensable.

Eine sichere Lagerung für den Lagerabschnitt des Steuerelements kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht werden, dass der rohrförmige Lagerabschnitt mittels wenigstens eines Lagerelements auf dem Drehstab gelagert ist.Safe storage for the storage section of the control may be in an advantageous embodiment of Invention be achieved in that the tubular bearing portion by means of at least one bearing element mounted on the torsion bar is.

Besonders praxistaugliche und bezüglich der Kraftverteilung zwischen dem Drehstab und dem Steuerelement vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich, wenn der rohrförmige Lagerabschnitt in seinem mittleren Bereich starr mit dem Drehstab verbunden ist und/oder der rohrförmige Lagerabschnitt in seinen beiden äußeren Bereichen mittels jeweiliger Lagerelemente auf dem Drehstab gelagert ist.Especially practical and regarding the distribution of force between the torsion bar and the control advantageous embodiments The invention results when the tubular bearing portion in his middle area is rigidly connected to the torsion bar and / or the tubular one Bearing portion in its two outer areas by means respective bearing elements is mounted on the torsion bar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich beispielsweise in einer elektromagnetischen Ventilsteuerung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, oder auch in einer Vorrichtung zur Steuerung der Strömung in einen gasführenden Kanal, insbesondere in einem Einlaßkanal einer Brennkraftmaschine, einsetzen.The device according to the invention can be, for example in an electromagnetic valve control, in particular for an internal combustion engine, or in a device for controlling the flow in a gas-conducting Channel, in particular in an intake port of an internal combustion engine, use.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen so wie aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent from the remaining dependent claims as well as from the below in principle with reference to the drawings Embodiments.

Dabei zeigen: Showing:

1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer elektromagnetischen Ventilsteuerung; 1 a schematic diagram of the device according to the invention in an electromagnetic valve control;

2 einen Schnitt nach der Linie II-II aus 1; 2 a section along the line II-II 1 ;

3 eine erste Ausführungsform eines Lagerelements zwischen dem Lagerabschnitt des Steuerelements und dem Drehstab; 3 a first embodiment of a bearing element between the bearing portion of the control element and the torsion bar;

4 eine zweite Ausführungsform eines Lagerelements zwischen dem Lagerabschnitt des Steuerelements und dem Drehstab; 4 a second embodiment of a bearing element between the bearing portion of the control element and the torsion bar;

5 eine dritte Ausführungsform eines Lagerelements zwischen dem Lagerabschnitt des Steuerelements und dem Drehstab; 5 a third embodiment of a bearing element between the bearing portion of the control element and the torsion bar;

6 eine vierte Ausführungsform eines Lagerelements zwischen dem Lagerabschnitt des Steuerelements und dem Drehstab; und 6 a fourth embodiment of a bearing element between the bearing portion of the control element and the torsion bar; and

7 eine fünfte Ausführungsform eines Lagerelements zwischen dem Lagerabschnitt des Steuerelements und dem Drehstab. 7 a fifth embodiment of a bearing element between the bearing portion of the control element and the torsion bar.

1 zeigt in äußerst schematischer Darstellung eine elektromagnetische Ventilsteuerung für ein Gaswechselventil 1 einer in ihrer Gesamtheit nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Für die Bewegung des Gaswechselventils 1 gemäß dem mit A bezeichneten Doppelpfeil ist ein Steuerelement 2 vorgesehen, welches einen Antriebsabschnitt 3 und einen im wesentlichen rohrförmig ausgebildeten Lagerabschnitt 4 aufweist. 1 shows in an extremely schematic representation of an electromagnetic valve control for a gas exchange valve 1 an internal combustion engine, not shown in its entirety. For the movement of the gas exchange valve 1 according to the double arrow labeled A is a control 2 provided, which has a drive section 3 and a substantially tubular bearing portion 4 having.

Zur Bewegung des Steuerelements 2 zwischen zwei nicht dargestellten Positionen, nämlich einer oberen und einer unteren Position, ist ein Antriebsmittel 5 vorgesehen, welches im vorliegenden Fall zwei Magnete 5a und 5b aufweist, die vorzugsweise als Elektromagnete ausgeführt sind. Die obere und untere Position des Steuerelements 2 entspricht dabei einer Offen- bzw. Geschlossenstellung des Gaswechselventils 1. Bei seiner Bewegung dreht sich das Steuerelement 2 um seinen Lagerabschnitt 4.To move the control 2 between two positions, not shown, namely an upper and a lower position, is a drive means 5 provided, which in the present case two magnets 5a and 5b has, which are preferably designed as electromagnets. The top and bottom positions of the control 2 corresponds to an open or closed position of the gas exchange valve 1 , As it moves, the control rotates 2 around his storage section 4 ,

Zumindest der Antriebsabschnitt 3 des Steuerelements 2 weist magnetisches Material auf, so dass das Steuerelement 2 einen Anker zwischen den beiden Magneten 5a und 5b bildet. Der Antriebsabschnitt 3 könnte demnach auch als Ankerhebel und der Lagerabschnitt 4 als Ankerrohr bezeichnet werden.At least the drive section 3 of the tax erelements 2 has magnetic material, so that the control 2 an anchor between the two magnets 5a and 5b forms. The drive section 3 could therefore also as an anchor lever and the bearing section 4 be referred to as anchor tube.

Wie in 2 besser erkennbar, ist der Lagerabschnitt 4 in seinem mittleren Bereich starr mit einem Drehstab 6 verbunden. Diese Verbindung kann z.B. mittels Schweißen oder Löten, gegebenenfalls auch über eine Verzahnung zwischen dem Lagerabschnitt 4 und dem Drehstab 6 realisiert werden. In nicht dargestellter Weise könnte der Lagerabschnitt 4 des Steuerelements 2 auch an einem starr mit dem Drehstab 6 verbundenen Bauteil angebracht sein.As in 2 better recognizable, is the bearing section 4 in its middle area rigid with a torsion bar 6 connected. This connection can eg by means of welding or soldering, possibly also via a toothing between the bearing section 4 and the torsion bar 6 will be realized. In a manner not shown, the bearing section 4 of the control 2 also on a rigid with the torsion bar 6 be attached connected component.

Der Drehstab 6 ist an seinen beiden Endbereichen 6a und 6b starr an einem festen Bauteil 7 angebracht. Auch diese Verbindung kann durch Schweißen, Löten oder Schrauben, jedoch auch auf jede andere geeignete Befestigungsart erfolgen. Bei dem festen Bauteil 7 kann es sich beispielsweise um ein nicht näher bezeichnetes Gehäuseteil der Brennkraftmaschine handeln.The torsion bar 6 is at its two end areas 6a and 6b rigidly on a solid component 7 appropriate. This connection can also be made by welding, soldering or screwing, but also to any other suitable fastening. For the solid component 7 it may be, for example, an unspecified housing part of the internal combustion engine.

Bei seiner oben beschriebenen Bewegung um den Lagerabschnitt 4 tordiert das von dem Antriebsmittel 5 gesteuerte Steuerelement 2 den Drehstab 6, welcher anschließend für eine Rückstellung in die neutrale Position sorgt. Durch die mittige Befestigung des Lagerabschnitts 4 an dem Drehstab 6 wird in Verbindung mit der starren Anbringung des Drehstabes 6 an seinen beiden Endbereichen 6a und 6b eine größtmögliche Torsion des Drehstabs 6 erreicht, da der mittlere Bereich den maximalen Abstand von den beiden Endbereichen 6a und 6b aufweist. Eine solche maximale Torsion führt zu einer feinfühligen Regelungsmöglichkeit.In his above described movement around the bearing section 4 This is what the drive means do 5 controlled control 2 the torsion bar 6 , which then provides for a return to the neutral position. Through the central attachment of the bearing section 4 on the torsion bar 6 becomes in connection with the rigid attachment of the torsion bar 6 at its two end regions 6a and 6b a maximum torsion of the torsion bar 6 achieved because the middle area the maximum distance from the two end areas 6a and 6b having. Such a maximum torsion leads to a sensitive control option.

Selbstverständlich könnte der Lagerabschnitt 4 auch an einer anderen Stelle mit dem Drehstab 6 verbunden sein.Of course, the storage section could 4 also in another place with the torsion bar 6 be connected.

Der Lagerabschnitt 4 ist in seinen beiden äußeren Bereichen mittels jeweiliger Lagerelemente 8a und 8b auf dem Drehstab 6 gelagert. Durch diese Anbringung der Lagerelemente 8a und 8b in den äußeren Bereichen werden die auftretenden Kräfte bestmöglich verteilt, wobei auch eine Anbringung der Lagerelemente 8a und 8b an anderen Stellen denkbar ist.The storage section 4 is in its two outer areas by means of respective bearing elements 8a and 8b on the torsion bar 6 stored. By this attachment of the bearing elements 8a and 8b in the outer regions, the forces occurring are best distributed, with an attachment of the bearing elements 8a and 8b is conceivable in other places.

Im vorliegenden Fall ist der Drehstab 6 in den beiden Bereichen zwischen dem mittleren Bereich und den beiden äußeren Bereichen verjüngt, was dazu führt, dass geringere Kräfte notwendig sind, um den Drehstab 6 zu tordieren. Durch diese Verjüngung kann also Einfluß auf die von dem Antriebsmittel 5 anzubringenden Kräfte bzw. auf den Bewegungswinkel des Steuerelements 2 Einfluß genommen werden. Gegebenenfalls könnte auf die Lagerelemente 8a und 8b verzichtet werden, wenn für eine ausreichende Schmierung zwischen dem Lagerabschnitt 4 und dem Drehstab 6 gesorgt wäre und so ebenfalls eine Lagerung des Lagerabschnitts 4 auf dem Drehstab 6 gegeben wäre.In the present case, the torsion bar 6 in the two areas between the middle area and the two outer areas tapered, which means that lower forces are necessary to the torsion bar 6 to twist. By this rejuvenation can therefore influence on that of the drive means 5 to be attached forces or on the angle of movement of the control 2 Be influenced. If necessary, could on the bearing elements 8a and 8b be waived if sufficient lubrication between the bearing section 4 and the torsion bar 6 would be taken care of and so also a storage of the bearing section 4 on the torsion bar 6 would be given.

Statt für eine elektromagnetische Ventilsteuerung könnte die beschriebene Lagerung des Steuerelements 2 auch bei einer nicht dargestellten Vorrichtung zur Steuerung der Strömung in einem gasführenden Kanal, insbesondere in einem Einlaßkanal einer Brennkraftmaschine, wie sie beispielsweise aus der DE 199 08 435 A1 bekannt ist, eingesetzt werden. Das Steuerelement 2 würde dann als direktes Steuerorgan wirken und nicht, wie im dargestellten Fall, über ein weiteres Organ, nämlich das Gaswechselventil 1. Dabei wäre es auch möglich, dass sich der Lagerabschnitt 4 in der Mitte des Steuerelements 2 befindet und nicht wie bei der beschriebenen Ausführungsform in einem äußeren Bereich.Instead of an electromagnetic valve control, the described storage of the control 2 Also in a device, not shown, for controlling the flow in a gas-carrying channel, in particular in an intake port of an internal combustion engine, as for example from the DE 199 08 435 A1 is known to be used. The control 2 would then act as a direct control and not, as in the case shown, on another organ, namely the gas exchange valve 1 , It would also be possible that the bearing section 4 in the middle of the control 2 is located and not in the outer region as in the described embodiment.

Die 3 bis 7 beschreiben verschiedene Ausführungsformen der Lagerelemente 8a und 8b, und zwar jeweils anhand des Lagerelements 8a.The 3 to 7 describe various embodiments of the bearing elements 8a and 8b , in each case based on the bearing element 8a ,

Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist das Lagerelement 8a als Gleitlager ausgebildet, welches fest mit dem Drehstab 6 verbunden ist.In the embodiment according to 3 is the bearing element 8a designed as a plain bearing, which firmly with the torsion bar 6 connected is.

4 zeigt ebenfalls ein Gleitlager als Lagerelement 8a, allerdings ist dasselbe an der inneren Wandung des rohrförmigen Lagerabschnitts 4 angebracht. 4 also shows a plain bearing as a bearing element 8a but it is on the inner wall of the tubular bearing section 4 appropriate.

Eine weitere Ausführungsform des Lagerelements 8a als Gleitlager zeigt 5. Hierbei ist das Gleitlager in radialer Richtung frei beweglich und nur in axialer Richtung geführt.Another embodiment of the bearing element 8a as a plain bearing shows 5 , Here, the sliding bearing is freely movable in the radial direction and guided only in the axial direction.

Bei der Ausführungsform des Lagerelements 8a gemäß 6 und 7 handelt es sich jeweils um ein Wälzlager, welches bei der Ausführungsform gemäß 6 mit dem rohrförmigen Lagerabschnitt 4 und bei der Ausführungsform gemäß 7 mit dem Drehstab 6 fest verbunden ist.In the embodiment of the bearing element 8a according to 6 and 7 each is a rolling bearing, which in the embodiment according to 6 with the tubular bearing portion 4 and in the embodiment according to 7 with the torsion bar 6 is firmly connected.

Claims (8)

Vorrichtung zur Lagerung eines zwischen wenigstens zwei Positionen verstellbaren Steuerelements, welches einen mittels eines Antriebsmittels beweglichen Antriebsabschnitt und einen rohrförmig ausgebildeten Lagerabschnitt aufweist, welcher mit einem Drehstab verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehstab (6) an seinen beiden Endbereichen (6a,6b) starr an einem festen Bauteil (7) angebracht ist, und dass der rohrförmige Lagerabschnitt (4) auf dem Drehstab (6) oder einem mit dem Drehstab (6) starr verbundenen Bauteil gelagert ist.Device for supporting a control element which can be adjusted between at least two positions and which has a drive section which is movable by means of a drive means and a tubular bearing section which is connected to a torsion bar, characterized in that the torsion bar ( 6 ) at its two end regions ( 6a . 6b ) rigidly on a solid component ( 7 ) is mounted, and that the tubular bearing portion ( 4 ) on the torsion bar ( 6 ) or one with the torsion bar ( 6 ) rigidly connected component is mounted. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Lagerabschnitt (4) mittels wenigstens eines Lagerelements (8a,8b) auf dem Drehstab (6) gelagert ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the tubular bearing portion ( 4 ) by means of at least one bearing element ( 8a . 8b ) on the torsion bar ( 6 ) is stored. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Lagerabschnitt (4) in seinen beiden äußeren Bereichen mittels jeweiliger Lagerelemente (8a,8b) auf dem Drehstab (6) gelagert ist.Apparatus according to claim 2, characterized in that the tubular bearing portion ( 4 ) in its two outer regions by means of respective bearing elements ( 8a . 8b ) on the torsion bar ( 6 ) is stored. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Lagerabschnitt (4) in seinem mittleren Bereich starr mit dem Drehstab (6) verbunden ist.Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the tubular bearing section ( 4 ) in its central region rigid with the torsion bar ( 6 ) connected is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Lagerelement (8a,8b) als Gleitlager ausgebildet ist.Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the at least one bearing element ( 8a . 8b ) is designed as a sliding bearing. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Lagerelement (8a,8b) als Wälzlager ausgebildet ist.Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the at least one bearing element ( 8a . 8b ) is designed as a rolling bearing. Elektromagnetische Ventilsteuerung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einem zwischen wenigstens zwei Positionen verstellbaren Steuerelement (2) und mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.Electromagnetic valve control, in particular for an internal combustion engine, having a control element which can be adjusted between at least two positions ( 2 ) and with a device according to one of claims 1 to 6. Vorrichtung zur Steuerung der Strömung in einem gasführenden Kanal, insbesondere in einem Einlaßkanal einer Brennkraftmaschine, mit einem zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung verstellbaren Steuerelement (2) und mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.Device for controlling the flow in a gas-conducting channel, in particular in an inlet channel of an internal combustion engine, with a control element (which can be adjusted between an open position and a closed position) ( 2 ) and with a device according to one of claims 1 to 6.
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