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Dokumentenidentifikation DE202005002408U1 04.08.2005
Titel Verstelleinrichtung für einen elektromagnetischen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
Anmelder TRW Automotive GmbH, 73553 Alfdorf, DE
Vertreter Prinz und Partner GbR, 81241 München
DE-Aktenzeichen 202005002408
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 04.08.2005
Registration date 30.06.2005
Application date from patent application 15.02.2005
IPC-Hauptklasse F01L 9/04

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für einen elektromagnetischen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine.

Das Prinzip eines elektromagnetischen Ventiltriebs besteht darin, Ein- und Auslaßventile einer Brennkraftmaschine mittels elektromagnetischer Aktuatoren anstelle einer Nockenwelle zu steuern. Der elektromagnetische Aktuator weist dafür zwei Druckfedern und eine zwischen diesen Druckfedern frei schwingende Ankerplatte auf. Die Ankerplatte kann über zwei Magnetspulen aus der Ruhelage bewegt werden und dabei ein Ventil öffnen oder schließen. Um dabei einen möglichst geringen Energieaufwand zu gewährleisten, muß das in den Druckfedern gespeicherte Energiepotential in beiden Endlagen gleich sein. Dies ist der Fall, wenn die Ruhelage der Ankerplatte, die sich im stromlosen Zustand einstellt, möglichst genau der geometrischen Mitte zwischen den beiden Magnetspulen entspricht.

Aufgrund von Fertigungstoleranzen der Federn und Aktuatorbauteilen wird die Lage der Ankerplatte in der Mitte der Magnetspulen nicht immer erreicht. Daher werden Verstelleinrichtungen verwendet, die ein Verstellgewinde aufweisen, das an einer der Druckfedern angreift. Die Fixierung des Verstellgewindes in der gewünschten Stellung, in der sich die Ankerplatte in der Mitte der Magnetspulen befindet, erfolgt beispielsweise mittels Kontermuttern oder mehrteiligen Sperrklinken. Zum Lösen der Kontermuttern oder der Sperrklinken sind jedoch schwer handhabbare Spezialwerkzeuge nötig. Zudem wird bei diesen Verstelleinrichtungen ein großer Bauraum benötigt und der Fertigungsaufwand ist hoch.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verstelleinrichtung zu schaffen, die einfach herstellbar und betätigbar ist.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine Verstelleinrichtung für einen elektromagnetischen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine vor, mit einem verstellbaren Widerlager für eine Druckfeder, einem am Widerlager angebrachten Rastfortsatz, einem Federelement und wenigstens einem Rastelement, wobei das Federelement das Rastelement gegen den Rastfortsatz beaufschlagt, so daß der Rastfortsatz mittels eines Werkzeugs verstellt werden kann, sich jedoch nicht unbeabsichtigt selbst verdrehen kann. Das Federelement beaufschlagt das Rastelement gegen den Rastfortsatz und hält so den Rastfortsatz und damit verbunden das Widerlager der Druckfeder in einer gewünschten Stellung. Ein ungewolltes Verstellen aufgrund von Vibrationen oder von Bewegungen der Druckfeder ist nicht möglich. Das Federelement erlaubt jedoch ein manuelles Verstellen des Rastfortsatzes mittels eines Werkzeugs und somit des Widerlagers der Druckfeder durch Verdrehen des Rastfortsatzes mit leicht erhöhtem Kraftaufwand. Zum Entsperren des Rastelements, das von dem Federelement gegen den Rastfortsatz beaufschlagt wird, ist dabei kein zusätzliches Spezialwerkzeug notwendig. Nach dem Verstellen des Rastfortsatzes beaufschlagt das Federelement wiederum das Rastelement gegen den Rastfortsatz, so daß allein die Vorspannung des Federelements das Rastelement in der gewünschten Stellung halten kann und keine zusätzlichen Befestigungen erforderlich sind. Das Federelement benötigt zudem einen geringen Bauraum, wodurch die Verstelleinrichtung platzsparend und kostengünstig auszuführen ist.

Bevorzugt ist der Rastfortsatz mit Nuten versehen, in denen das Rastelement einrasten kann. Da das Rastelement vom Federelement gegen den Rastfortsatz beaufschlagt wird und dabei in den Nuten des Rastfortsatzes einrastet, kann so ein ungewolltes Verstellen aufgrund von Vibrationen oder Bewegungen der Druckfeder verhindert werden. Zudem ist so eine spiellose Arretierung gewährleistet.

Bevorzugt weist das Rastelement einen Abschnitt auf, der kugelabschnittsförmig oder kreiskegelförmig ausgebildet ist. Die Form der Nuten ist dementsprechend ausgebildet. So kann das Rastelement automatisch in den Rastfortsatz einrasten.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Federelement als eine Zugfeder ausgebildet. Die Zugfeder kann beispielsweise eine Schlauchfeder, ein Gummiring oder eine Klammer sein, die nur einen geringen Platz benötigt.

Bevorzugt ist das Federelement als Federklammer ausgebildet. Diese benötigt wenig Platz, wodurch eine platzsparende Verstelleinrichtung ermöglicht ist, und kann leicht montiert werden.

Vorzugsweise ist ein Gehäuse vorgesehen, durch das sich das Rastelement erstreckt. Das Rastelement kann sich durch eine Bohrung im Gehäuse erstrecken, so daß ein Verdrehen des Rastelement durch den engen Sitz in der Bohrung verhindert wird.

Das Gehäuse weist bevorzugt eine Vertiefung auf, in der das Federelement angeordnet ist. Dabei ist die Vertiefung umlaufend ausgebildet, wodurch eine Lagesicherung des Federelements erfolgt. Durch die Lagesicherung sind keine zusätzlichen Befestigungselemente erforderlich, um das Federelement in der gewünschten Stellung zu halten.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines elektromagnetischen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung,

2 einen vergrößerten Ausschnitt des mit X bezeichneten Bereichs in 1 des Ventiltriebs, und

3 eine Schnittansicht der Verstelleinrichtung entlang der Linie III-III in 2.

1 zeigt einen elektromagnetischen Ventiltrieb 10 einer Brennkraftmaschine. Der Ventiltrieb 10 weist eine Ankerplatte 12 auf, wobei die Ankerplatte 12 an einem Stößel 14 angeordnet ist. Der Stößel 14 ist an seinem einem Ende mit einem Ventil 18 verbunden und an dem entgegengesetzten Ende mit einem Abstützteller einer ersten Druckfeder 16. Im unteren Bereich des Stößels 14 (gemäß 1), d.h. unterhalb der Ankerplatte 12, ist eine zweite Druckfeder 20 angeordnet. Der Ventiltrieb 10 weist zwei Magneten 22, 24 auf, wobei die Ankerplatte 12 zwischen den Magneten 22, 24 angeordnet ist.

Die Funktionsweise des Ventiltriebs 10 ist bekannt und wird hier nur kurz erläutert. Bei einer Aktivierung eines der Magneten 22, 24 wird die Ankerplatte 12 zu dem jeweiligen Magneten 22, 24 hinbewegt und öffnet bzw. schließt dabei das Ventil 18. Beide Druckfedern 16, 20 stehen unter einer Vorspannung, die so gewählt ist, daß im stromlosen Zustand der Magneten 22, 24 die Ankerplatte 12 sich in einer Ruhelage befindet, die der geometrischen Mitte zwischen den beiden Magneten 22, 24 entspricht.

Um die gewünschte geometrische Mitte der Ankerplatte 12 zu erreichen, ist eine Verstelleinrichtung 26 gezeigt. Die Verstelleinrichtung 26 verstellt die Lage der Ankerplatte 12, indem sie die Druckfeder 16 verstellt. Die Verstelleinrichtung 26 ist in 2 gezeigt.

Die Verstelleinrichtung 26 weist ein Gehäuse 28 auf. In dem Gehäuse 28 ist die Druckfeder 16 angeordnet, die sich auf einem Widerlager 30 abstützt. Das Widerlager 30 ist Teil der in 2 nur teilweise gezeigten Gewindehülse 32, wobei sich die Gewindehülse 32 in dem Gehäuse 28 auf- und abwärts (gemäß 1) bewegen kann. Auf der Gewindehülse 32 bzw. dem Widerlager 30 ist ein Rastfortsatz 34 angeordnet, der mit Nuten 36 (3) versehen ist, auf die im weiteren eingegangen wird.

Die Verstelleinrichtung 26 weist ein Rastelement 38 auf. Das Rastelement 38 erstreckt sich durch eine Bohrung 40 im Gehäuse 28. Das Rastelement 38 kann in die Nuten 36 des Rastfortsatzes 34 einrasten. Dazu weist das Rastelement 38 einen Abschnitt 39 auf, der kugelabschnittsförmig gezeigt ist. Um ein Einrasten zu ermöglichen, sind die Nuten 36 dementsprechend ausgeführt (3). Genauso könnte das Rastelement 38 kreiskegelförmig und die Nuten 36 dementsprechend ausgeführt sein (nicht gezeigt).

Die Verstelleinrichtung 26 weist zudem ein Federelement 44 auf. Das Federelement 44 verläuft in einer umlaufenden Vertiefung 42 des Gehäuses 28. Das Federelement 44 ist als Zugfeder ausgebildet und ist hier als Federklammer gezeigt. Das Federelement 44 könnte aber auch als Schlauchfeder oder Gummiring ausgeführt sein (nicht gezeigt).

Das Federelement 44 beaufschlagt das Rastelement 38 allein durch seine Vorspannung gegen den Rastfortsatz 34. Das Rastelement 38 ist in den Nuten 36 des Rastfortsatzes 34 eingerastet und kann nicht ungewollt, z.B. durch Vibrationen, verstellt werden.

Bei der Montage des Federelements 44 wird das Federelement 44 aufgeweitet und an die Vertiefung 42 im Gehäuse 28 angesetzt. Nach der Montage liegt das Federelement 44 an einem Vorsprung 46 an (3). Durch das Anliegen an dem Vorsprung 46 oder durch eine nicht gezeigte Verbindung (z.B. Einkerbung in Federelement 44) zwischen dem Federelement 44 und dem Rastelement 38 wird ein Verdrehen des Federelement 44 verhindert.

Die Verstelleinrichtung 26 stellt die geometrische Mitte der Ankerplatte 12 ein, indem das Widerlager 30 beim Verdrehen des Rastfortsatzes 34 bewegt wird, sich die Gewindehülse 32 in dem Gehäuse 28 bewegt und dabei die Druckfeder 16 gespannt oder entlastet wird. Beim Verdrehen des Rastfortsatzes 34 kann das Rastelement 38 allein durch Muskelkraft gegen die Vorspannung des Federelements 44 aus den Nuten 36 herausgedrückt werden. Falls die gewünschte Spannung oder Dehnung der Druckfeder 20 und somit die gewünschte Stellung der Ankerplatte 12 erreicht ist, rastet das Rastelement 38 in die Nut 36 des Rastfortsatzes 34 automatisch ein und wird von dem Federelement 44 in dieser Stellung gehalten.

Das Rastelement 38 kann also ohne Anwendung von Spezialwerkzeugen aus der Nut 36 gelöst werden, indem das Federelement 44 allein durch Kraftanwendung gedehnt wird. Beim Erreichen der gewünschten Stellung ist zudem die Vorspannung des Federelements 44 ausreichend, um die notwendige Kraft aufbringen, das Rastelement 38 in der Nut 36 des Rastfortsatzes 34 zu halten, so daß keine zusätzlichen Befestigungen notwendig sind.


Anspruch[de]
  1. Verstelleinrichtung für einen elektromagnetischen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, mit einem verstellbaren Widerlager (30) für eine Druckfeder (16), einem am Widerlager (30) angebrachten Rastfortsatz (34), einem Federelement (44) und wenigstens einem Rastelement (38), wobei das Federelement (44) das Rastelement (38) gegen den Rastfortsatz (34) beaufschlagt, so daß der Rastfortsatz mittels eines Werkzeugs verstellt werden kann, sich jedoch nicht unbeabsichtigt selbst verdrehen kann.
  2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastfortsatz (34) mit Nuten (36) versehen ist, in denen das Rastelement (38) einrasten kann.
  3. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastelement (38) einen Abschnitt (39) aufweist, der kugelabschnittsförmig oder kreiskegelförmig ausgebildet ist.
  4. Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (44) als eine Zugfeder ausgebildet ist.
  5. Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (44) eine Federklammer ist.
  6. Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (28) vorgesehen ist, durch das sich das Rastelement (38) erstreckt.
  7. Verstelleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (28) eine Vertiefung (42) aufweist, in der das Federelement (44) angeordnet ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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