[go: up one dir, main page]

WO2009056223A1 - Betätigungsvorrichtung - Google Patents

Betätigungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2009056223A1
WO2009056223A1 PCT/EP2008/008696 EP2008008696W WO2009056223A1 WO 2009056223 A1 WO2009056223 A1 WO 2009056223A1 EP 2008008696 W EP2008008696 W EP 2008008696W WO 2009056223 A1 WO2009056223 A1 WO 2009056223A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
actuating
plunger
force
unit
actuating device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/008696
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Lengfeld
Jens Meintschel
Thomas Stolk
Martin Ströer
Alexander Von Gaisberg-Helfenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of WO2009056223A1 publication Critical patent/WO2009056223A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0475—Hollow camshafts
    • 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
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426—Oil control valves
    • F01L2001/3443—Solenoid driven oil control valves
    • 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
    • F01L9/21—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means actuated by solenoids
    • F01L2009/2146—Latching means
    • F01L2009/2148—Latching means using permanent magnet
    • 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
    • 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
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03—Auxiliary actuators
    • F01L2820/031—Electromagnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1638—Armatures not entering the winding
    • H01F7/1646—Armatures or stationary parts of magnetic circuit having permanent magnet

Definitions

  • the invention relates to an actuating device, in particular for a switchable valve train of an internal combustion engine, - according to the preamble of claim 1.
  • the invention is in particular based on the object, a maximum permissible changeover speed at which the switchable valve train may still be switched to increase.
  • the object is achieved in each case by the features of the independent claims, wherein further embodiments of the invention can be taken from the subclaims.
  • the invention relates to an actuating device, in particular for a switchable valve train of an internal combustion engine, with an actuating plunger which is intended to engage in a slide track, and with an actuating unit which is intended to move the actuating plunger.
  • the actuation unit has at least two active actuation means with different force requirements.
  • a "force mold” is intended in particular a force which, in form of energy based on one of the force underlying distinguishable, such as for example an adhesion force, an electrical force and / or, special ⁇ It benefits in, a magnetic force and / or a mechanical ⁇ niche
  • An "active actuating means” should be understood to mean, in particular, an actuating means which exerts a force on the actuating tappet, which accelerates the actuating tappet, over at least a region of an entire stroke of the actuating tappet, this force preferably acting over more than 90% of the total stroke , Preferably, forces that exert the two actuating means on the actuating plunger, at least over a range substantially the same size.
  • a force on the actuating plunger can be increased, whereby a switching time of the actuating plunger shortened and thus a maximum switching speed can be increased.
  • each actuation means apply an actuation energy which amounts to at least 20% of a total energy, wherein at least 25% are advantageous and at least 33% particularly advantageous.
  • An "actuating energy” is to be understood as an energy which applies a single actuating means for the movement of the actuating tappet, a total of all actuating energies under a “total energy”. As a result, all actuating means can advantageously contribute to the switching of the valve drive.
  • At least one actuating means has a mechanical force form.
  • a mechanical force form is particularly easy to provide.
  • the actuating means comprises a spring means.
  • a spring means is an actuator tion medium with a mechanical force shape particularly easy to implement.
  • an actuating means has a magnetic force shape. As a result, a second actuating means can easily be provided.
  • the second actuating means can be configured in a particularly easy switchable manner.
  • other actuating means are conceivable, wherein an electrical actuating means is particularly advantageous.
  • the electromagnet has a core which is at least partially made in one piece with a housing part. This can reduce a number of components and increase stability.
  • a housing has at least two housing parts.
  • the actuator is particularly easy to install.
  • the actuating device has at least one cross-sectional plane which has at least the two actuating means.
  • an axial space can be made particularly compact, since the actuating means are arranged axially adjacent.
  • the actuating device has a holding device which is provided to hold the actuating plunger in at least one end position. This makes it easy to define a home position. If the holder magnetic design, a particularly simple and effective holding device can be penetratege ⁇ provides.
  • the holding device has at least one permanent magnet. This allows the holding device hold the actuating plunger without energy consumption in the end position.
  • the permanent magnet is firmly connected to the Actu ⁇ supply plunger.
  • the holding device can be designed be ⁇ Sonder compact.
  • the permanent magnet can thereby advantageously interact with the electromagnet unit.
  • Fig. 3 is a diagram of a total force as a function of a stroke
  • Figure 1 shows a perspective view of an actuator for a switchable valve train of an internal combustion engine.
  • the actuating device has an actuating tappet 10, which in at least one operating mode in a slide track 11 of the switchable valve train, which is arranged on a camshaft 29, engages.
  • the Actuate the ⁇ supply plunger 10 is moved via an actuating unit 12 having two actuating means 13, 14 with different power forms 15, 16th
  • the actuating unit 12 and the actuating plunger 10 are arranged in a common housing 25, from which the actuating plunger 10 partially protrudes.
  • the housing 25 of the actuator has two housing parts 23, 24, wherein the actuator unit 12 is partially made in one piece with the first housing part 23, and is enclosed radially by the second housing part 24.
  • the actuating means 13 has a mechanical force 15 form.
  • This actuating means 13 comprises for this purpose a spring means 20 which is formed by means of a spiral spring.
  • the second actuating means 14 has a magnetic force mold 16 and comprises a solenoid unit 21.
  • the solenoid unit 21 has a winding 30 which is wound around a core 22 which is integral with a housing part 23. If the winding 30 is energized, forms a magnetic field, which acts on an armature 32 of the actuator unit 12 and thus on the actuating plunger 10 is a force apart the actuating plunger 10 and the solenoid unit 21 apart drives.
  • the spring means 20 is partially disposed radially inside the solenoid unit 21.
  • One end of the spring means 20, which acts as a compression spring, is supported on the stator 31 of the actuating unit 12.
  • a second end of the spring means 20 is supported on the armature 32, or on the actuating plunger 10 from.
  • An effective mass of the armature 32, or one to be accelerating mass of the actuating plunger 10 is thereby increased only slightly.
  • the core 22 of the solenoid unit 21 has for this purpose a recess 33 which largely encloses the spring means 20 and forms a guide for the spring means 20.
  • the armature 32 has a recess 34 into which the spring means 20 is introduced.
  • the spring means 20 causes a mechanical force which drives apart the actuating tappet 10 and the stator 31.
  • the actuator there is a cross-sectional plane 26, which has the two actuating center 13, 14, or the solenoid unit 21 and the spring means 20, the integrally formed with the first housing part 23 core 22 of the solenoid unit 21 and the second housing part 24.
  • the actuating tappet 10 further has a holding device 27, which holds the actuating tappet 10 in the end position, which forms a basic position, in which the actuating tappet 10 is out of engagement with the guide track 11.
  • the holding device 27 is magnetically formed and knows a permanent magnet 28 which is fixedly connected to the actuating plunger 10.
  • the permanent magnet 28 interacts with the core 22 of the solenoid unit 21, whereby a magnetic holding force is exerted on the actuating plunger 10 in the direction of the solenoid unit 21, which is greater than the force of the spring means 20.
  • the actuating plunger 10 is out of engagement with the slide track Held 11, which can be dispensed with a power supply, such as an electrical power supply.
  • the armature 32 In the end position, which forms a basic position, the armature 32 is spaced from the stator 31 in order to prevent sticking of the armature 32 to the stator 31. A distance between the armature 32 and the stator 31 is exceeded by a distance. Stand member 35, which is formed as a ring around the recess 34 for the spring means 20 on the armature 32 and which rises above a base surface of the armature 32 defined.
  • the winding 30 of the solenoid unit 21 is energized, wherein the magnetic force acting thereby between the stator 31 and the armature 32 acts and the actuating plunger 10 in the direction the slide track 11 drives.
  • the permanent magnet 28 interacts with the solenoid unit 21 and amplifies the magnetic force of the Elektrörnagnettechnik 21, whereby the magnetic force is in particular greater than the holding force between the core 22 and the permanent magnet 28th
  • a total force 36 acting on the actuating tappet 10 is formed by means of the magnetic force form 16 of the solenoid unit 21 and the mechanical force form 15 of the spring means 20.
  • the mechanical force 15 strengthens the magnetic force 16 in particular over more than 90% of a total stroke of the actuating plunger 10, wherein over a range of 30% of the total stroke, a proportion of the mechanical force 15 form of the total force 36 is greater than the magnetic force form 16th
  • An actuating energy 17, which is introduced by the actuating means 13 with the spring means 20 in the movement of the actuating plunger 10, is about 40% of a total energy 19.
  • the permanent magnet 28 therefore contributes to the total energy, since it interacts with the second housing part 24 near a second end position and thereby accelerates the actuating tappet 10 in the direction of the slide track 11.
  • a diagram showing the overall shows force 36 depending on the stroke, is in Figure 3 Darge ⁇ represents.
  • a first curve gives the mechanical force form
  • a third curve shows the overall ⁇ force 36 from the mechanical strength and the mold 15 may ⁇ netic force mold is composed sixteenth
  • the total energy 19 with mechanical actuation energy 17 or without mechanical actuation energy 17 is shown in FIG.
  • the slide track 11 at the outlet end has a radially rising groove base 38 (FIG. 2).
  • the camshaft 29 which is driven via the internal combustion engine, the actuating tappet 10 is moved back into its end position, whereby the spring means 20 is biased.
  • the actuation energy 17 is taken directly from a mechanical power of the internal combustion engine and fed to the spring means 20, whereby an energy consumption of the actuator decreases.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Betätigungsstößel (10), der dazu vorgesehen ist, in eine Kulissenbahn (11) einzugreifen, und mit einer Betätigungseinheit (12), die dazu vorgesehen ist, den Betätigungsstößel (10) zu bewegen. Es wird vorgeschlagen, dass die Betätigungseinheit (12) zumindest zwei Betätigungsmittel (13, 14) mit unterschiedlichen Kraftformen (15, 16) aufweist.

Description

BetätigungsVorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine,- nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind bereits Betätigungsvorrichtung, insbesondere für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit ei¬ nem Betätigungsstößel, der dazu vorgesehen ist, in eine Kulissenbahn einzugreifen, und mit einer Betätigungseinheit, die dazu vorgesehen ist, den Betätigungsstößel zu bewegen, bekannt .
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine maximal zulässige Umschaltdrehzahl, bei der der schaltbare Ventiltrieb noch umgeschaltet werden darf, zu erhöhen. Die Aufgabe wird jeweils gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche, wobei weitere Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Betätigungsvorrichtung, insbesondere für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Betätigungsstößel, der dazu vorgesehen ist, in eine Kulissenbahn einzugreifen, und mit einer Betätigungseinheit, die dazu vorgesehen ist, den Betätigungsstößel zu bewegen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Betätigungseinheit zumindest zwei aktive Betätigungsmittel mit unterschiedlichen Kraftfor- men aufweist. Unter einer „Kraftform" soll insbesondere eine Kraft verstanden werden, die anhand einer der Kraft zugrunde liegenden Energieform unterscheidbar ist, wie beispielsweise eine Adhäsionskraft, eine elektrische Kraft und/oder, beson¬ ders vorteilhaft, eine magnetische Kraft und/oder eine mecha¬ nische Kraft. Unter einem „aktiven Betätigungsmittel" soll insbesondere ein Betätigungsmittel verstanden werden, dass zumindest über einen Bereich eines gesamten Hubs des Betätigungsstößels eine Kraft auf den Betätigungsstößel ausübt, die den Betätigungsstößel beschleunigt, wobei diese Kraft vorzugsweise über mehr als 90% des gesamtem Hubs wirkt. Vorzugsweise sind Kräfte, die die beiden Betätigungsmittel auf den Betätigungsstößel ausüben, zumindest über einen Bereich im Wesentlichen gleich groß. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Kraft auf den Betätigungsstößel erhöht werden, wodurch eine Schaltzeit des Betätigungsstößels verkürzt und somit eine maximale Umschaltdrehzahl erhöht werden kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass jedes Betätigungsmittel eine Betätigungsenergie aufbringt, die zumindest 20% einer Gesamtenergie beträgt, wobei zumindest 25% vorteilhaft und zumindest 33% besonders vorteilhaft sind. Unter einer „Betätigungsenergie" soll dabei eine Energie verstanden werden, die ein einzelnes Betätigungsmittel für die Bewegung des Betätigungsstößels aufbringt, unter einer „Gesamtenergie" eine Summe aller Betätigungsenergien. Dadurch können alle Betätigungsmittel vorteilhaft zu der Umschaltung des Ventiltriebs beitragen.
Vorzugsweise weist zumindest ein Betätigungsmittel eine mechanische Kraftform auf. Eine mechanische Kraftform ist besonders einfach bereitzustellen.
Dabei wird vorgeschlagen, dass das Betätigungsmittel ein Federmittel umfasst. Mittels eines Federmittels ist ein Betäti- gungsraittel mit einer mechanischen Kraftform besonders einfach realisierbar.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn ein Betätigungsmittel eine magnetische Kraftform aufweist. Dadurch kann einfach ein zweites Betätigungsmittel bereitgestellt werden.
Weist das Betätigungsmittel eine Elektromagneteinheit auf, kann das zweite Betätigungsmittel besonders einfach schaltbar ausgestaltet werden. Alternativ sind auch andere Betätigungsmittel denkbar, wobei ein elektrisches Betätigungsmittel besonders vorteilhaft ist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Elektromagnet einen Kern aufweist, der zumindest teilweise einteilig mit einem Gehäuseteil ausgeführt ist. Dadurch kann eine Anzahl von Bauteilen reduziert und eine Stabilität erhöht werden.
Vorteilhafterweise weist ein Gehäuse zumindest zwei Gehäuseteile auf. Dadurch ist die Betätigungsvorrichtung besonders einfach montierbar.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Betätigungsvorrichtung zumindest eine Querschnittsebene aufweist, die zumindest die zwei Betätigungsmittel aufweist. Dadurch kann ein axialer Bauraum besonders kompakt gestaltet werden, da die Betätigungsmittel so axial benachbart angeordnet sind.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Betätigungsvorrichtung eine Haltevorrichtung aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Betätigungsstößel in zumindest einer Endlage zu halten. Dadurch kann einfach eine Grundstellung definiert werden. Ist die Haltevorrichtung magnetisch ausgebildet, kann eine besonders einfache und effektive Haltevorrichtung bereitge¬ stellt werden.
Vorteilhafterweise weist die Haltevorrichtung zumindest einen Permanentmagnet auf. Dadurch kann die Haltevorrichtung den Betätigungsstößel ohne Energieaufwand in der Endlage halten.
Vorzugsweise ist der Permanentmagnet fest mit dem Betäti¬ gungsstößel verbunden. Dadurch kann die Haltevorrichtung be¬ sonders kompakt gestaltet werden. Außerdem kann dadurch der Permanentmagnet vorteilhaft mit der Elektromagneteinheit Wechselwirken .
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 die Betätigungsvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 2 eine Schnittzeichnung der Betätigungsvorrichtung,
Fig. 3 ein Diagramm einer Gesamt kraft in Abhängigkeit von einem Hub und
Fig. 4 ein Vergleich einer Gesamtenergie.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Betätigungsvorrichtung für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine. Die Betätigungsvorrichtung weist einen Betätigungsstößel 10 auf, der in zumindest einem Betriebsmodus in eine Kulissenbahn 11 des schaltbaren Ventiltriebs, der auf einer Nockenwelle 29 angeordnet ist, eingreift. Der Betäti¬ gungsstößel 10 wird über eine Betätigungseinheit 12 bewegt, die zwei Betätigungsmittel 13, 14 mit unterschiedlichen Kraftformen 15, 16 aufweist. Die Betätigungseinheit 12 und der Betätigungsstößel 10 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 25 angeordnet, aus dem der Betätigungsstößel 10 teilweise hervorsteht. Das Gehäuse 25 der Betätigungsvorrichtung weist zwei Gehäuseteile 23, 24 auf, wobei die Betätigungseinheit 12 teilweise einteilig mit dem ersten Gehäuseteil 23 ausgeführt ist, und radial von dem zweiten Gehäuseteil 24 umschlossen wird.
Das Betätigungsmittel 13 weist eine mechanische Kraftform 15 auf. Dieses Betätigungsmittel 13 umfasst dazu ein Federmittel 20, das mittels einer Spiralfeder ausgebildet ist. Das zweite Betätigungsmittel 14 weist eine magnetische Kraftform 16 auf und umfasst eine Elektromagneteinheit 21.
Die Elektromagneteinheit 21 weist eine Wicklung 30 auf, die um einen Kern 22 gewickelt ist, der einteilig mit einem Gehäuseteil 23 ausgeführt ist. Das Gehäuseteil 23 bildet einen Stator 31 der Betätigungseinheit 12. Wird die Wicklung 30 bestromt, bildet sich ein Magnetfeld aus, wodurch auf einen Anker 32 der Betätigungseinheit 12 und damit auf den Betätigungsstößel 10 eine Kraft wirkt, die den Betätigungsstößel 10 und die Elektromagneteinheit 21 auseinander treibt.
Das Federmittel 20 ist teilweise radial innerhalb der Elektromagneteinheit 21 angeordnet. Ein Ende des Federmittels 20, das als eine Druckfeder wirkt, stützt sich an dem Stator 31 der Betätigungseinheit 12 ab. Ein zweites Ende des Federmittels 20 stützt an dem Anker 32, bzw. an dem Betätigungsstößel 10 ab. Eine effektive Masse des Ankers 32, bzw. eine zu be- schleunigende Masse des Betätigungsstößels 10, wird dadurch nur unwesentlich erhöht. Der Kern 22 der Elektromagneteinheit 21 weist dazu eine Ausnehmung 33 auf, die das Federmittel 20 größtenteils umschließt und eine Führung für das Federmittel 20 bildet. Auch der Anker 32 weist eine Ausnehmung 34 auf, in die das Federmittel 20 eingebracht ist. Das Federmittel 20 bewirkt eine mechanische Kraft, die den Betätigungsstößel 10 und den Stator 31 auseinandertreibt.
Durch die Betätigungsvorrichtung findet sich eine Querschnittsebene 26, die die beiden Betätigungsmitte 13, 14, bzw. die Elektromagneteinheit 21 und das Federmittel 20, den einteilig mit dem ersten Gehäuseteil 23 ausgeführten Kern 22 der Elektromagneteinheit 21 und das zweite Gehäuseteil 24 aufweist .
Der Betätigungsstößel 10 weist weiter eine Haltevorrichtung 27 auf, die den Betätigungsstößel 10 in der Endlage, die eine Grundstellung bildet, hält, in der der Betätigungsstößel 10 außerhalb eines Eingriffs in die Kulissenbahn 11 steht. Die Haltevorrichtung 27 ist magnetisch ausgebildet und weißt einen Permanentmagneten 28 auf, der fest mit dem Betätigungsstößel 10 verbunden ist. Der Permanentmagnet 28 wechselwirkt mit dem Kern 22 der Elektromagneteinheit 21, wobei dadurch eine magnetische Haltekraft auf den Betätigungsstößel 10 in Richtung der Elektromagneteinheit 21 ausgeübt wird, die größer ist als die Kraft des Federmittels 20. Dadurch wird der Betätigungsstößel 10 außerhalb eines Eingriffs in die Kulissenbahn 11 gehalten, wobei dazu auf eine Energiezufuhr, wie beispielsweise eine elektrische Energiezufuhr, verzichtet werden kann. In der Endlage, die eine Grundstellung bildet, ist der Anker 32 zu dem Stator 31 beabstandet, um ein Festkleben des Ankers 32 am Stator 31 zu verhindern. Ein Abstand zwischen dem Anker 32 und dem Stator 31 wird über einen Ab- Standselement 35, das als ein Ring um die Ausnehmung 34 für das Federmittel 20 auf dem Anker 32 ausgebildet ist und der sich über eine Grundfläche des Anker 32 erhebt, definiert.
In einem Betriebsmodus, in dem der Betätigungsstößel 10 der Betätigungsvorrichtung in die Kulissenbahn 11 eingreifen sol- 1, wird die Wicklung 30 der Elektromagneteinheit 21 bestromt, wobei die dadurch wirkende magnetische Kraft zwischen dem Stator 31 und dem Anker 32 wirkt und den Betätigungsstößel 10 in Richtung der Kulissenbahn 11 treibt. Der Permanentmagnet 28 wechselwirkt dabei mit der Elektromagneteinheit 21 und verstärkt die magnetische Kraft der Elektrörnagneteinheit 21, wodurch die magnetische Kraft insbesondere größer ist als die Haltekraft zwischen dem Kern 22 und dem Permanentmagneten 28.
Eine Gesamtkraft 36, die auf den Betätigungsstößel 10 wirkt, wird mittels der magnetischen Kraftform 16 der Elektromagneteinheit 21 und der mechanische Kraftform 15 des Federmittels 20 gebildet. Dabei verstärkt die mechanische Kraftform 15 die magnetische Kraftform 16 insbesondere über mehr als 90% eines gesamten Hubs des Betätigungsstößels 10, wobei über einen Bereich von 30% des gesamten Hubs ein Anteil der mechanischen Kraftform 15 an der Gesamtkraft 36 größer ist als die magnetische Kraftform 16. Eine Betätigungsenergie 17, die durch das Betätigungsmittel 13 mit dem Federmittel 20 in die Bewegung des Betätigungsstößels 10 eingebracht wird, beträgt ca. 40% einer Gesamtenergie 19. Eine magnetische Betätigungsenergie 18, die durch das Betätigungsmittel 14 mit der Elektromagneteinheit 21 und den Permanentmagneten 28 eingebracht wird, bildet ca. 60% der Gesamtenergie 19. Der Permanentmagnet 28 trägt deshalb zur Gesamtenergie bei, da er nahe einer zweiten Endstellung mit dem zweiten Gehäuseteil 24 wechselwirkt und dadurch den Betätigungsstößel 10 in Richtung der Kulissenbahn 11 beschleunigt. Ein Diagramm, das die Gesamt- kraft 36 in Abhängigkeit vom Hub zeigt, ist in Figur 3 darge¬ stellt. Eine erste Kurve gibt dabei die mechanische Kraftform
15 wieder, die das Federmittel 20 auf den Betätigungsstößel 10 ausübt. Eine zweite Kurve gibt die magnetische Kraftform
16 wieder, die die Elektromagneteinheit 21 auf den Betäti¬ gungsstößel 10 ausübt. Eine dritte Kurve zeigt die Gesamt¬ kraft 36, die aus der mechanischen Kraftform 15 und der mag¬ netischen Kraftform 16 zusammengesetzt ist. Die Gesamtenergie 19 mit mechanischer Betätigungsenergie 17 bzw. ohne mechanische Betätigungsenergie 17 ist in Figur 4 dargestellt.
Um die Betätigungsenergie 17 dem Federmittel 20 der Betätigungseinheit 12 wieder zuzuführen, weist die Kulissenbahn 11 am auslaufenden Ende einen radial ansteigenden Nutgrund 38 auf (Figur 2) . Durch eine Drehung der Nockenwelle 29, die ü- ber die Brennkraftmaschine angetrieben wird, wird der Betätigungsstößel 10 in seine Endlage zurückbewegt, wodurch das Federmittel 20 vorgespannt wird. Die Betätigungsenergie 17 wird dabei direkt einer mechanischen Leistung der Brennkraftmaschine entnommen und dem Federmittel 20 zugeführt, wodurch eine Energieaufnahme der Betätigungsvorrichtung sinkt.

Claims

Patentansprüche
1. Betätigungsvorrichtung, insbesondere für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Betä- tiyünySStOuci
Figure imgf000011_0001
lissenbahn (11) einzugreifen, und mit einer Betätigungseinheit (12), die dazu vorgesehen ist, den Betätigungsstößel (10) zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (12) zumindest zwei aktive Betätigungsmittel (13, 14) mit unterschiedlichen Kraftformen (15, 16) aufweist.
2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Betätigungsmittel (13, 14) eine Betätigungsenergie (17, 18) aufbringt, die zumindest 20% einer Gesamtenergie (19) beträgt.
3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Betätigungsmittel (13) eine mechanische Kraftform (15) aufweist.
4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (13) ein Federmittel (20) umfasst.
5. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Betätigungsmittel (14) eine magnetische
Kraftform (16) aufweist.
6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (14) eine Elektromagneteinheit (21) aufweist .
7. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagneteinheit (21) einen Kern (22) aufweist, der zumindest teilweise einteilig mit einem Gehäuseteil (23) ausgeführt ist.
8. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, ein Gehäuse (25), das zumindest zwei Gehäuseteile (23,
24) aufweist.
9. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Querschnittsebene (26) , die zumindest die zwei Betätigungsmittel (13, 14) aufweist.
10. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, gekennzeichnet durch eine Haltevorrichtung (27), die dazu vorgesehen ist, den Betätigungsstößel (10) in zumindest einer Endlage zu hal¬ ten.
11. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (27) magnetisch ausgebildet ist.
12. Betatigungsvomchtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (27) zumindest einen Permanentmagnet (28) aufweist.
13. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (28) fest mit dem Betätigungsstößel (20) verbunden ist.
14. Verfahren für eine Betätigungsvorrichtung, insbesondere für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem Betätigungsstößel (10), der dazu vorgesehen ist, in eine Kulissenbahn (11) einzugreifen, und mit einer Betätigungseinheit (12), die dazu vorgesehen ist, den Betätigungsstößel (10) zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstößel (10) durch zumindest zwei unterschiedliche Kraftformen (15, 16) bewegt wird.
PCT/EP2008/008696 2007-11-02 2008-10-15 Betätigungsvorrichtung Ceased WO2009056223A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007052252.7 2007-11-02
DE102007052252A DE102007052252A1 (de) 2007-11-02 2007-11-02 Betätigungsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009056223A1 true WO2009056223A1 (de) 2009-05-07

Family

ID=40070713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/008696 Ceased WO2009056223A1 (de) 2007-11-02 2008-10-15 Betätigungsvorrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007052252A1 (de)
WO (1) WO2009056223A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113348525A (zh) * 2019-01-28 2021-09-03 Msg机电系统有限公司 电磁致动器

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010024030A1 (de) 2010-06-16 2011-12-22 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Aktorvorrichtung zur Verstellung eines Schiebenockensystems
DE102011079189A1 (de) * 2011-07-14 2013-01-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schiebenockensystem mit zwei Pin Aktoreinheiten
DE102015115684A1 (de) * 2015-09-17 2017-03-23 Eto Magnetic Gmbh Elektromagnetische Aktuatorvorrichtung sowie System

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH342654A (de) * 1956-01-16 1959-11-30 Werner Dipl Ing Imobersteg Magnetantrieb
JPH02165606A (ja) * 1988-12-20 1990-06-26 Mic Kogyo Kk プランジャー型電磁石
EP0793004A1 (de) * 1996-03-02 1997-09-03 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Elektromagnetische Ventilbetätigung
WO2003021612A1 (de) * 2001-09-01 2003-03-13 Ina-Schaeffler Kg Elektromagnetische stellvorrichtung
DE10211394A1 (de) * 2002-03-15 2003-10-09 Ina Schaeffler Kg Betätigungsmittel für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE10211395A1 (de) * 2002-03-15 2003-10-09 Ina Schaeffler Kg Betätigungsmittel für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE102005003079A1 (de) * 2005-01-22 2006-08-03 Audi Ag Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb
WO2008012179A2 (de) * 2006-07-28 2008-01-31 Schaeffler Kg Elektromagnetische stellvorrichtung und verfahren zu deren herstellung
WO2008071509A1 (de) * 2006-12-15 2008-06-19 Schaeffler Kg Aktuator zur positionierung eines stellglieds eines variablen ventiltriebs einer brennkraftmaschine

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH342654A (de) * 1956-01-16 1959-11-30 Werner Dipl Ing Imobersteg Magnetantrieb
JPH02165606A (ja) * 1988-12-20 1990-06-26 Mic Kogyo Kk プランジャー型電磁石
EP0793004A1 (de) * 1996-03-02 1997-09-03 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Elektromagnetische Ventilbetätigung
WO2003021612A1 (de) * 2001-09-01 2003-03-13 Ina-Schaeffler Kg Elektromagnetische stellvorrichtung
DE10211394A1 (de) * 2002-03-15 2003-10-09 Ina Schaeffler Kg Betätigungsmittel für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE10211395A1 (de) * 2002-03-15 2003-10-09 Ina Schaeffler Kg Betätigungsmittel für einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE102005003079A1 (de) * 2005-01-22 2006-08-03 Audi Ag Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb
WO2008012179A2 (de) * 2006-07-28 2008-01-31 Schaeffler Kg Elektromagnetische stellvorrichtung und verfahren zu deren herstellung
WO2008071509A1 (de) * 2006-12-15 2008-06-19 Schaeffler Kg Aktuator zur positionierung eines stellglieds eines variablen ventiltriebs einer brennkraftmaschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113348525A (zh) * 2019-01-28 2021-09-03 Msg机电系统有限公司 电磁致动器
US11649743B2 (en) 2019-01-28 2023-05-16 Msg Mechatronic Systems Gmbh Electromagnetic actuator

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007052252A1 (de) 2009-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69515705T2 (de) Kompressionsverringerungsmotorbremsen mit elektronisch gesteuerten multispulen hydraulikventilen
DE2636985C3 (de) Tauchankermagnet, sowie dessen Verwendung in einem Drahtmatrixdrucker
DE102009006355A1 (de) Proportionalmagnet für ein hydraulisches Wegeventil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007037747A1 (de) Brennkraftmaschinenventiltriebumschaltvorrichtung
DE102013218060A1 (de) Linearantrieb sowie Kolbenpumpenanordnung
DE102010016515A1 (de) Vorrichtung zum Starten einer fahrzeuggestützten Maschine
EP0357938A1 (de) Stelleinrichtung für ein Gaswechselventil einer Brennkraftmaschine
EP1144812A1 (de) Elektromagnetischer aktuator
WO2012123086A1 (de) Elektromagnetischer aktor
DE102009006061A1 (de) Betätigungsvorrichtung
WO2009056223A1 (de) Betätigungsvorrichtung
DE102018000269A1 (de) Elektromagnet und Verfahren zur Herstellung des Elektromagneten
DE102019112334A1 (de) Aktorvorrichtung zur aktiven Schwingungsreduzierung, -dämpfung und/oder -tilgung
DE2310003A1 (de) Magnetschalter fuer elektrische anlasser von verbrennungsmotoren
DE102018103040A1 (de) Schaltbarer Schlepphebel
DE102009060028A1 (de) Magnetventil
DE102014224294A1 (de) Solenoidstellglied
DE102016214629A1 (de) Stelleinheit zur Veränderung des Kompressionsverhältnisses eines Verbrennungsmotors sowie Antriebseinheit mit einem Verbrennungsmotor und einer solchen Stelleinheit
DE102008026123A1 (de) Federgespannter Kolbenspeicher mit Rastierfunktion
DE19712062A1 (de) Elektromagnetische Stelleinrichtung
DE102013204764A1 (de) Elektromagnetische Stellvorrichtung
WO2019057401A1 (de) Stellvorrichtung mit einem abgedichteten führungszylinder
DE102013108029B4 (de) Elektromagnetische Stellvorrichtung
DE102013206976A1 (de) Rückhubaktor mit Ankeranschlag
DE8225214U1 (de) Stellglied mit Schubantrieb

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08843514

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08843514

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1