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    Gegenstand der Erfindung ist ein elektromechanischer Ventilaktuator (8, 10) mit einem ersten Dämpfer (62), der in Wirkverbindung mit einem zweiten Dämpfer (64) steht. Der erste und der zweite Dämpfer (62, 64) können jeweils einen komprimierten Zustand und einen ausgedehnten Zustand einnehmen. Wird der erste oder der zweite Dämpfer (62, 64) aus dem ausgedehnten Zustand in den komprimierten Zustand bewegt, so wird der jeweils andere Dämpfer (64, 62) in den ausgedehnten Zustand bewegt. Dabei unterstützt die Bewegung des einen Dämpfers (62, 64) in den komprimierten Zustand die Bewegung des jeweils anderen Dämpfers (64, 62) in den ausgedehnten Zustand. Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines elektromechanischen Ventilaktuators.The invention relates to an electromechanical valve actuator (8, 10) with a first damper (62) which is operatively connected to a second damper (64). The first and second dampers (62, 64) can each assume a compressed state and an expanded state. If the first or the second damper (62, 64) is moved from the expanded state into the compressed state, the respective other damper (64, 62) is moved into the expanded state. The movement of one damper (62, 64) in the compressed state supports the movement of the other damper (64, 62) in the extended state. The invention further relates to a method for operating an electromechanical valve actuator.
    公开号:DE102004004461A1
    申请号:DE200410004461
    申请日:2004-01-28
    公开日:2004-10-21
    发明作者:Mark L. Ypsilanti Hopper；Vladimir V. Bloomfield Kokotovic；John D. Ann Arbor Norton；Shawn H. Canton Swales
    申请人:Visteon Global Technologies Inc；
    IPC主号:F01L9-04
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf elektromechanische Ventilaktuatorenund insbesondere auf elektromechanische Ventilaktuatoren, die dieAufprallkräftezwischen einem Elektromagnet und einem beweglichen Anker reduzierenoder beseitigen.TheThe present invention relates to electromechanical valve actuatorsand in particular electromechanical valve actuators thatimpact forcesbetween an electromagnet and a moving armatureor eliminate.
    [0002] DieVentile eines Verbrennungsmotors steuern den Fluss von Gasen inund aus den Zylindern einer Brennkraftmaschine. Da sich die Motortechnologieweiterentwickelt und sich die Hersteller bemühen, die Motorleistung zu erhöhen, dieKraftstoffeffizienz zu verbessern, die Abgase zu minimieren undeine bessere Steuerung der Motoren bereitzustellen, entwickeln dieHersteller elektromechanische Ventilaktuatoren um Nockenwellen zum Öffnen undSchließender Motorventile zu ersetzen. Elektromechanische Ventilaktuatorenermöglichenein selektives Öffnenund Schließender Ventile, wodurch eine bessere Steuerung in Abhängigkeitvon verschiedenen Motorzuständenermöglichtwird.TheValves of an internal combustion engine control the flow of gases inand from the cylinders of an internal combustion engine. Because the engine technologyevolves and manufacturers strive to increase engine performanceImprove fuel efficiency, minimize emissions andTo provide better engine control, theManufacturer of electromechanical valve actuators to open and open camshaftsConcludeto replace the engine valves. Electromechanical valve actuatorsenablea selective openingand closingof the valves, providing better control dependingof different engine statesallowsbecomes.
    [0003] ElektromechanischeVentilaktuatoren umfassen grundsätzlicheinen Ankerelektromagneten und einen Ventilelektromagneten, wobeijeder aus einem Kern mit einer eingebetteten Leistungsspule gebildet ist.Ein federbelasteter Anker ist zwischen den Elektromagneten beweglichgelagert, wenn die Leistungsspulen wahlweise aktiviert werden, umeine magnetische Kraft zum Anziehen des Ankers zu erzeugen. DieOberflächedes Elektromagneten, an die der Anker herangezogen wird, wenn dieLeistungsspule dieses Elektromagneten aktiviert wird, wird im Allgemeinenals Polflächebezeichnet. Der Anker ist mit dem Ventil gekoppelt, sodass sichdas Ventil öffnetund schließt,wenn sich der Anker zwischen den Polflächen hin und her bewegt.electromechanicalValve actuators basically includean armature electromagnet and a valve electromagnet, whereineach is made up of a core with an embedded power coil.A spring-loaded armature is movable between the electromagnetsstored when the power coils are optionally activated togenerate a magnetic force to attract the armature. Thesurfaceof the electromagnet to which the armature is pulled when thePower coil of this electromagnet is activated in generalas a pole facedesignated. The armature is coupled to the valve so thatthe valve opensand closes,when the armature moves back and forth between the pole faces.
    [0004] EinProblem von elektromagnetischen Ventilaktuatoren besteht in demkraftvollen Kontakt zwischen der Ankerplatte und den Polflächen derElektromagneten. Der kraftvolle Kontakt erzeugt Probleme in Bezugauf Geräusche,Vibrationen und Rauheit und vermindert die Haltbarkeit der elektromechanischenVentilaktuatoren, wodurch potenziell Betriebsfehler hervorgerufenwerden. Währenddes Betriebs wird die Ankerplatte anfänglich aus einer Ruhepositionzwischen den Elektromagneten zu einer Polfläche gezogen. Wenn sich dieAnkerplatte der Polflächedes Elektromagneten nähert,verringert sich bei konstantem Spulenstrom der Spalt zwischen dem Ankerund den Elektromagneten, wodurch eine exponentielle Erhöhung derauf den Anker wirkenden magnetischen Kraft hervorgerufen wird. Dieseexponentielle Erhöhungder magnetischen Anziehungskraft zwischen dem Anker und dem Elektromagnetbewirkt, dass der Anker schneller wird, wenn er sich dem Elektromagnetennähert.Diese Geschwindigkeitserhöhungerhöhtdie Kontaktkraft zwischen einer Polfläche und der Ankerplatte. DerAufprall der Ankerplatte auf einer Polfläche kann es somit erschweren,einen leisen Betrieb der elektromechanischen Ventilaktuatoren zuerreichen.OnThe problem with electromagnetic valve actuators is thatpowerful contact between the armature plate and the pole faces of theElectromagnet. The powerful contact creates problems in relationon noises,Vibrations and roughness and reduces the durability of the electromechanicalValve actuators, potentially causing operational errorsbecome. WhileIn operation, the anchor plate is initially from a rest positionpulled to a pole face between the electromagnets. If theAnchor plate of the pole faceof the electromagnet approaches,the gap between the armature decreases with a constant coil currentand the electromagnet, causing an exponential increase in themagnetic force acting on the armature is caused. Thisexponential increasethe magnetic attraction between the armature and the electromagnetcauses the armature to accelerate when it engages the electromagnetapproaches.This increase in speedelevatedthe contact force between a pole face and the armature plate. TheImpact of the anchor plate on a pole face can make it more difficultquiet operation of the electromechanical valve actuatorsto reach.
    [0005] Ineinem der vorliegenden Verfahren der Reduzierung der Aufprall- undLandegeschwindigkeit des Ankers an den Polflächen wird die Form, Größe und Dauerdes Stromprofils, das jeder Leistungsspule in den Elektromagnetenzugeführtwird, gesteuert. Durch die Stromsteuerung der Leistungsspule wird dieauf den Anker wirkende magnetische Kraft gesteuert. Indem ein sanfterAufprall erreicht wird, werden Geräusche, Vibrationen und Rauheitenminimiert, was insbesondere zu einem leisen und dauerhaften Betriebführt.Jedoch könnenbei einer ausschließlichenStromsteuerung unvorhersehbare und zeitvariante Störungskräfte, beispielsweiseaerodynamische Kräfteam Motorventilkopf, Vibrationen und andere Faktoren Probleme beider Erreichung eines unter allen Zuständen akzeptablen sanften Aufpralls hervorrufen.Außerdemkönnendie Kosten der Sensoren und Controller zur Implementierung einer Stromsteuerungunerschwinglich hoch sein. Bestimmte angepasste Leistungs- oderStromprofile, die den Spulen zugeführt werden, um einen weichen Aufprallzu erreichen, könnendie Zeit, die der Anker benötigt,um sich von Polflächezu Polflächezu bewegen, erhöhen.Jede Verlängerungder Bewegungszeit erhöhtjedoch die Übergangszeitund kann einen störungsfreienLauf des Motors stören,da sich die mit dem Anker verbundenen Ventile nicht schnell genug öffnen oderschließenkönnen.Inone of the present methods of reducing impact andLanding speed of the anchor at the pole faces will be the shape, size and durationof the current profile that each power coil in the electromagnetsuppliedis controlled. By controlling the current of the power coil, thecontrolled magnetic force acting on the armature. By being a gentle oneImpact is reached, noise, vibrations and roughnessminimized, which in particular leads to quiet and permanent operationleads.However, canwith an exclusiveCurrent control unpredictable and time-varying disturbance forces, for exampleaerodynamic forcesproblems with the engine valve head, vibrations and other factorsachieve a soft impact acceptable under all conditions.Moreovercanthe cost of sensors and controllers to implement current controlbe prohibitively high. Certain customized performance orCurrent profiles that are fed to the coils create a soft impactcan achievethe time the anchor takesto get away from pole faceto pole faceto move, increase.Any extensionthe movement time increasedhowever the transition periodand can be a trouble-freeDisrupt the running of the engine,because the valves connected to the armature do not open quickly enoughconcludecan.
    [0006] Umdie Aufprallkraft zwischen den Elektromagneten und der Ankerplattezu reduzieren, um ein sanftes Aufschlagen des Ankers gegen einePolflächezu erreichen, haben einige Hersteller versucht, Dämpfungsmechanismenan dem Ankerschaft anzuordnen. Obwohl derartige Systeme einen weichen Aufprallermöglichenkönnen,erzeugen sie andere Probleme, beispielsweise eine verlängerte Bewegungszeit,erhöhtebewegte Massen des Ankers und eine längere Montagezeit. Ein anderesProblem bei diesem Dämpfungssystembesteht darin sicherzustellen, dass das Dämpfungssystem in der Lage ist, denAufprall währenddes nächstenZyklus unter allen Betriebszuständendes Motors und in einer kosteneffektiven Art abzufangen. Typischerweiseverwenden die Dämpfungsmechanismenden Druck einer Flüssigkeit,der von dem Motorölsystemzugeführtwird, um den Dämpfungsmechanismusin die Position zu versetzen, die in der Lage ist, den Aufprall zuabsorbieren. Bei der Verwendung des Motorölsystems zur Bereitstellungdes Fluiddrucks fürdas Zurückstellenist es problematisch, dass der Druck in Abhängigkeit der Motordrehzahlvariiert, wodurch es erschwert wird, einen sanften Aufprall in allenMotorbetriebszuständenzu ermöglichen.Wenn die Flüssigkeitvom Motorölsystemzugeführtwird, ist der dem Dämpfungsmechanismuszugeführte Öldruck, wennder Motor im Leerlauf ist relativ niedrig, wodurch die Erholungszeitdes Dämpfers,um sich aus einem komprimierten Zustand in einen ausgedehnten Zustandzu bewegen, längerwerden kann, als die Zeit, die der Anker benötigt, um von dem Ankerelektromagnetenzum Ventilelektromagneten und zurück zum Ankerelektromagnetenzu bewegen. Die langsame Erholung des Dämpfers vom komprimierten in denausgedehnten Zustand ist insbesondere relevant, wenn der Motor imkalten Zustand im Leerlauf betrieben wird und es wünschenswertist, die Ventile schnell zu öffnenund zu schließen,um die Menge kalter Luft zu begrenzen, die in den Motor eintritt.Um ein rechtzeitiges Rücksetzenin allen Motorzuständensicherzustellen, könneneinige Dämpferteure zusätzlicheFluidzuführmittelerfordern, beispielsweise eine Hochdruck-Fluidpumpe.In order to reduce the impact force between the electromagnets and the armature plate, in order to achieve a soft impact of the armature against a pole face, some manufacturers have tried to arrange damping mechanisms on the armature shaft. Although such systems can allow for a soft impact, they create other problems, such as increased travel time, increased moving masses of the anchor, and longer assembly time. Another problem with this damping system is to ensure that the damping system is able to absorb the impact during the next cycle under all engine operating conditions and in a cost effective manner. Typically, the damping mechanisms use the pressure of a fluid supplied from the engine oil system to place the damping mechanism in the position capable of absorbing the impact. When using the engine oil system to provide the fluid pressure for the reset, it is problematic that the pressure varies depending on the engine speed, making it difficult to allow a smooth impact in all engine operating conditions. If the rivers When the engine oil system is supplied with liquid, the oil pressure supplied to the damper mechanism when the engine is idling is relatively low, whereby the recovery time of the damper to move from a compressed state to an expanded state can be longer than the time that the armature is required to move from the armature electromagnet to the valve electromagnet and back to the armature electromagnet. The slow recovery of the damper from the compressed to the expanded condition is particularly relevant when the engine is idling when cold and it is desirable to quickly open and close the valves to limit the amount of cold air that flows into the Engine enters. To ensure timely resetting in all engine conditions, some dampers may require expensive additional fluid supplies, such as a high pressure fluid pump.
    [0007] ElektromechanischeVentilaktuatoren arbeiten bei hohen Temperaturen und müssen inder Lage sein, mehrere Aufpralle in relativ kurzen Zykluszeiten zuabsorbieren. Unter normalen Motorbetriebszuständen pendelt der Anker typischerweisezwischen den elektromagnetischen Polflächen etwa 250- bis 3500-malpro Minute. Dabei ist es schwierig, eine Schmierung der Ankerschäfte zurReduzierung der Reibung bereitzustellen, da Ölkanäle die magnetischen Fluss führende Komponentenbeeinflussen, wodurchdie maximale elektromagnetische Kraft reduziert wird, die von einemElektromagneten bei einer speziellen Stromstärke ausgeübt wird. Darüber hinausist es auch schwierig, die elektromechanischen Ventilaktuatorenzu kühlen,da die Bereitstellung eines Kühlmittels,an den Stellen, an denen es benötigtwird, schwierig ist. Somit sind die meisten elektromechanischenVentilaktuatoren nicht in der Lage, einen Dämpfungsmechanismus, bereitzustellen,der ein System zur Bereitzustellung eines Kühl- und Schmierfluids am elektromechanischenVentilaktuator aufweist.electromechanicalValve actuators work at high temperatures and must be inbe able to handle multiple impacts in relatively short cycle timesabsorb. The armature typically oscillates under normal engine operating conditionsbetween the electromagnetic pole faces about 250 to 3500 timesper minute. It is difficult to lubricate the anchor shaftsProvide reduction in friction as oil channels affect the magnetic flux carrying componentsthe maximum electromagnetic force is reduced by oneElectromagnet is exerted at a special current. Furthermoreit is also difficult to use the electromechanical valve actuatorsto coolbecause the provision of a coolant,in the places where it is neededis difficult. So most are electromechanicalValve actuators unable to provide a damping mechanismwhich is a system for providing a cooling and lubricating fluid on the electromechanicalHas valve actuator.
    [0008] Dieoben erwähntenProbleme werden von der vorliegenden Erfindung überwunden, wobei das elektromechanischeVentil ein Energieabsorptionssystem umfasst, um die Kraft, mit derder Anker eine elektromagnetische Polfläche kontaktiert, zu reduzierenoder zu beseitigen. Das Energieabsorptionssystem kann auch als Schmiersystemdienen, um die Reibung zwischen dem Ankerschaft und der Auskleidungzu reduzieren, aber auch um den elektromagnetischen Ventilaktuatorzu kühlen.Insbesondere absorbiert das Energieabsorptionssystem die kinetischeEnergie von der Ankerbaugruppe, bevor die Ankerplatte die elektromagnetischePolflächeberührt, umdie Geschwindigkeit oder Aufprallkraft der Ankerplatte gegen denElektromagneten zu reduzieren, wodurch die Probleme mit Geräuschen,Vibrationen und Rauheiten reduziert werden, die mit vielen elektromagnetischenVentilaktuatoren verbunden sind.Thementioned aboveProblems are overcome by the present invention, the electromechanicalValve includes an energy absorption system to the force with whichthe armature contacts an electromagnetic pole face to reduceor eliminate. The energy absorption system can also function as a lubrication systemserve to reduce the friction between the anchor shaft and the linerto reduce, but also around the electromagnetic valve actuatorto cool.In particular, the energy absorption system absorbs the kineticEnergy from the armature assembly before the armature plate is electromagneticpoletouched tothe speed or impact force of the anchor plate against theReduce electromagnets, eliminating the problems with noise,Vibrations and roughness can be reduced with many electromagneticValve actuators are connected.
    [0009] DasEnergieabsorptionssystem umfasst im Wesentlichen einen ersten Dämpfer, derin Wirkverbindung mit einem zweiten Dämpfer steht, wobei der eineder beiden Dämpferausgedehnt und expandiert ist, wenn der andere der beiden Dämpfer komprimiert ist.Die Dämpfersind wenigstens teilweise innerhalb der Elektromagnete angeordnet.Insbesondere unterstütztdie Kompression des einen Dämpfersdie Ausdehnung des anderen Dämpfers.Die Kopplung der Dämpferermöglichteine kurze Erholungszeit, indem das von einem Dämpfer während der Kompression verdrängte Fluidbei der Ausdehnung oder Expansion des anderen Dämpfers unterstützend wirkt. DieDämpfersind typischerweise einander gegenüberliegend angeordnet und über eineFluidleitung miteinander verbunden.TheEnergy absorption system essentially comprises a first damper, theis in operative connection with a second damper, the oneof the two dampersis expanded and expanded when the other of the two dampers is compressed.The dampersare at least partially arranged within the electromagnets.Supported in particularthe compression of one damperthe extension of the other damper.The coupling of the dampersallowsa short recovery time by the fluid displaced by a damper during compressionsupports the expansion or expansion of the other damper. Thedamperare typically arranged opposite one another and over oneFluid line connected together.
    [0010] DasVerfahren zur Dämpfungvon Aufprallkräftenin elektromechanischen Ventilaktuatoren umfasst die Schritte: Komprimiereneines ersten Dämpfers ausdem ausgedehnten Zustand in den komprimierte Zustand zur Verdrängung einesFluides, und das Ausdehnen eines zweiten Dämpfers von komprimierten Zustandin den ausgedehnten Zustand unter Verwendung des verdrängten Fluidsvon der Kompression des ersten Dämpfers.Das Dämpfungsverfahrenumfasst weiter die Schritte: Bereitstellen des Fluids zum erstenund zweiten Dämpfer,welches durch Konfigurieren des ersten und zweiten Dämpfers miteiner positiven Durchlässigkeitsrateals ein Kühl-und Schmierfluid dienen kann.TheAttenuation methodof impact forcesIn electromechanical valve actuators, the steps include: compressinga first damperthe expanded state to the compressed state to displace aFluids, and expanding a second damper from the compressed stateinto the expanded state using the displaced fluidfrom the compression of the first damper.The damping processfurther comprises the steps: providing the fluid to the firstand second damper,which by configuring the first and second damper witha positive permeability rateas a coolingand can serve lubricating fluid.
    [0011] WeitereVerwendungsmöglichkeitender vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung,Ansprücheund Zeichnungen deutlich. Jedoch sollen die detaillierte Beschreibungund die speziellen Beispiele, obwohl sie bevorzugte Ausführungsbeispieleder Erfindung angeben, nur beispielhaft verstanden werden, da verschiedeneVeränderungenund Modifikationen innerhalb des Bereichs der Erfindung dem Fachmannauf diesem Gebiet offensichtlicht sind.Furtherusesof the present invention will become apparent from the following description,Expectationsand drawings clearly. However, the detailed description is intendedand the specific examples, although they are preferred embodimentsspecify the invention, are only to be understood as examples, since differentchangesand modifications within the scope of the invention to those skilled in the artare obvious in this area.
    [0012] Diefolgende Erfindung wird durch die folgende detaillierte Beschreibung,den angehängtenAnsprüchenund den beigefügtenZeichnungen besser verständlich.Es zeigen:Thefollowing invention will become apparent from the following detailed description,the attachedclaimsand the attachedDrawings easier to understand.Show it:
    [0013] 1 eine Schnittdarstellungeines linearen elektromechanischen Ventilaktuators mit einem Energieabsorptionssystem; 1 a sectional view of a linear electromechanical valve actuator with an energy absorption system;
    [0014] 2 eine Schnittdarstellungeines hebelartigen elektromagnetischen Ventilaktuators mit Energieabsorptionssystem; 2 a sectional view of a lever-like electromagnetic valve actuator with energy absorption system;
    [0015] 3 eine schematische Darstellungeines elektromagnetischen Ventilaktuators; 3 a schematic representation of an electromagnetic valve actuator;
    [0016] 4 eine alternative schematischeDarstellung eines elektromagneti schen Ventilaktuators; und 4 an alternative schematic representation of an electromagnetic valve's rule; and
    [0017] 5 eine grafische Darstellungder Position der Prellvorrichtungen über der Zeit, die die Aufprallprofileder Ankerplatte darstellt. 5 a graphical representation of the position of the baffle devices over time, which represents the impact profiles of the anchor plate.
    [0018] Einlinearer elektromechanischer Ventilaktuator 10 gemäß 1 ist typischerweise ineiner Brennkraftmaschine 12 montiert, um die Ventile 20 (z.B. Einlass- und Auslassventile) zu öffnen und zu schließen undumfasst ein Energieabsorptionssystem 60. Ein elektromechanischerHebelventilaktuator 8 mit integriertem Energieabsorptionssystem 60 gemäß 2 weist im Wesentlicheneine ähnliche Struktur,wie der lineare elektromechanische Ventilaktuator gemäß 1 auf, außer dassder elektromechanische Hebel-Ventilaktuatorderart ausgebildet ist, dass die Ankerbaugruppe 30 um eineAchse kippt, anstatt sich entlang einer Achse zu bewegen. Die elektromechanischenVentilaktuatoren 8, 10 umfassen im Allgemeinenein äußeres Gehäuse 18, eineElektromagnetbaugruppe 70 mit einem Ventilelektromagneten 72 undeinem Ankerelektromagneten 76 und einer zwischen den Elektromagneten 72 und 76 angeordnetenAnkerbaugruppe 30 ist. Die elektromechanischen Ventilaktuatoren 8 und 10 treibenein Motorventil 20 mit einem Ventilkopf 22 undeinem Ventilschaft 24 an. Der Ventilkopf 22 schließt eineVentilöffnung 14 imMotor 12, um wahlweise den Fluss eines Gases in oder auseinem Zylinder (nicht dargestellt) des Motors 12 zu ermöglichen.Die elektromechanischen Ventilaktuatoren 8, 10 umfassen einEnergieabsorptionssystem 60, mit dem die Aufprallkraftder Ankerbaugruppe 30 gegen die Elektromagneten 72, 76 während desBetriebs reduziert oder beseitigt wird und damit Probleme mit Geräuschen,Vibrationen und Rauheiten reduziert werden. Insbesondere entziehtdas Energieabsorptionssystem 60 der Ankerplatte 32 kinetischeEnergie, wodurch der Anker verlangsamt wird, wenn er sich der Polfläche 74, 78 desElektromagneten 72, 76 nähert.A linear electromechanical valve actuator 10 according to 1 is typically in an internal combustion engine 12 mounted to the valves 20 (e.g. intake and exhaust valves) to open and close and includes an energy absorption system 60 , An electromechanical lever valve actuator 8th with integrated energy absorption system 60 according to 2 has a structure similar to that of the linear electromechanical valve actuator according to FIG 1 except that the electromechanical lever valve actuator is configured such that the armature assembly 30 tilts around an axis instead of moving along an axis. The electromechanical valve actuators 8th . 10 generally comprise an outer housing 18 , an electromagnet assembly 70 with a valve electromagnet 72 and an armature electromagnet 76 and one between the electromagnets 72 and 76 arranged armature assembly 30 is. The electromechanical valve actuators 8th and 10 drive an engine valve 20 with a valve head 22 and a valve stem 24 on. The valve head 22 closes a valve opening 14 in the engine 12 to selectively flow a gas into or out of a cylinder (not shown) of the engine 12 to enable. The electromechanical valve actuators 8th . 10 include an energy absorption system 60 , with which the impact force of the anchor assembly 30 against the electromagnets 72 . 76 is reduced or eliminated during operation and thus problems with noise, vibrations and roughness are reduced. In particular, the energy absorption system deprives 60 the anchor plate 32 kinetic energy, which causes the armature to slow down when it hits the pole face 74 . 78 of the electromagnet 72 . 76 approaches.
    [0019] DieAnkerbaugruppe 30 umfasst eine Ankerplatte 32 undeinen Ankerschaft 36, wie in den 1 und 2 dargestellt.Bei dem linearen elektromechanischen Ventilaktuator 10 verläuft derAnkerschaft 36 durch den Ankerelektromagneten 76 undden Ventilelektromagneten 72, wie in 1 dargestellt, und bei dem elektromechanischenHebelventilaktuator 8 der Ankerschaft 36 verläuft, durchden Ventilelektromagneten 72, wie in 2 dargestellt ist. Die Ankerplatte 32 istim Wesentlichen aus laminierten Platten (nicht dargestellt) gebildet,um die magnetische Effizienz des elektromechanischen Ventilaktuatorszu verbessern.The anchor assembly 30 includes an anchor plate 32 and an anchorage 36 as in the 1 and 2 shown. With the linear electromechanical valve actuator 10 runs the anchorage 36 through the armature electromagnet 76 and the valve electromagnet 72 , as in 1 shown, and in the electromechanical lever valve actuator 8th the anchorage 36 runs through the valve electromagnet 72 , as in 2 is shown. The anchor plate 32 is essentially formed from laminated plates (not shown) to improve the magnetic efficiency of the electromechanical valve actuator.
    [0020] DieElektromagnetbaugruppe 70 umfasst den Ventilelektromagneten 72 miteiner Ventilpolfläche 74 undden Ankerelektromagneten 76 mit der Ankerpolfläche 78.Jeder Elektromagnet 72, 76 umfasst einen Kern 80 undeine im Kern 80 angeordnete Leistungsspule 82.Die Leistungsspulen 82 sind mit einer elektrischen Stromquelle(nicht dargestellt) verbunden und werden selektiv von einem Controller(nicht dargestellt) aktiviert, beispielsweise von einem Motormanagementsystem.Wenn die Leistungsspulen 82 wahlweise aktiviert werden,zieht das erzeugte magnetische Feld die Ankerplatte 32 zumjeweils aktivierten Elektromagneten 72 und bewegt somitdie Ankerplatte 32 zwischen den Polflächen 74, 78,um das verbundene Motorventil 20 anzutreiben. Wenn es einmalin Bewegung ist, stellt eine Federbaugruppe 50, beispielsweisedie dargestellte Ankerfeder 54 und Ventilfeder 52,die Kraft zur Bewegung der Ankerplatte 32 von Polfläche zu Polfläche bereit,wobei die Elektromagneten 72, 76 sowohl die Bewegung derAnkerplatte 32 als auch das Sichern der Ankerplatte 32 aneiner der Polflächensteuern, um das Ventil 20 in einer offenen oder geschlossenenPosition zu halten.The electromagnet assembly 70 includes the valve electromagnet 72 with a valve pole face 74 and the armature electromagnet 76 with the armature pole face 78 , Any electromagnet 72 . 76 includes a core 80 and one at the core 80 arranged power coil 82 , The power coils 82 are connected to an electrical power source (not shown) and are selectively activated by a controller (not shown), for example an engine management system. If the power coils 82 optionally activated, the generated magnetic field pulls the anchor plate 32 to the activated electromagnet 72 and thus moves the anchor plate 32 between the pole faces 74 . 78 to the connected engine valve 20 drive. When it is in motion, a spring assembly provides 50 , for example the anchor spring shown 54 and valve spring 52 , the force to move the anchor plate 32 from pole face to pole face ready, the electromagnet 72 . 76 both the movement of the anchor plate 32 as well as securing the anchor plate 32 at one of the pole faces control the valve 20 to keep in an open or closed position.
    [0021] DieElektromagneten 72, 76 bilden weiter einen erstenHohlraum 77, der dem Ankerelektromagneten 76 zugeordnetist, und einen zweiten Hohlraum 73, der dem Ventilelektromagneten 72 zugeordnet ist,aus. Die Hohlräume 73 und 77 können inihrer Größe und Formvariieren und könnenim Allgemeinen eine Kammer und einen Durchgang der zwischen denentsprechen den Kammern und Polflächen 74, 78 verläuft, umfassen.Insbesondere umfasst der erste Hohlraum 77 eine erste Kammer 84 undder zweite Hohlraum 73 umfasst eine zweite Kammer 86. EinDurchgang 85 verbindet jeweils die erste Kammer 84 unddie Ankerpolfläche 78 alsauch die zweite Kammer 86 und die Ventilpolfläche 74.Dabei ist es dem Fachmann offensichtlich, dass die Hohlräume 73, 77 komplettin den Elektromagneten 72, 76 wie in (1) angeordnet sein können, teilweisein den Elektromagneten und dem Gehäuse wie in (2) angeordnet sein können oder teilweise in denElektromagneten, dem Gehäuseund einem Zwischenelement angeordnet sein können, das zwischen dem Gehäuse unddem Elektromagneten (nicht dargestellt) gehalten ist. Die Elektromagneten 72, 76 sind imWesentlichen aus einer Reihe von laminierten Platten gebildet. DieHohlräume 73, 77 können von einemFolgewerkzeug währendder Ausbildung der Platten geformt werden, die dann mittels einerFormmasse verbunden werden. Die Hohlräume können mit einer Auskleidung(nicht dargestellt) versehen werden, um die Gleitreibung an denHohlraumwändenzu reduzieren.The electromagnets 72 . 76 further form a first cavity 77 that of the armature electromagnet 76 is assigned, and a second cavity 73 that of the valve electromagnet 72 is assigned from. The cavities 73 and 77 can vary in size and shape and can generally have a chamber and a passage corresponding between the chambers and pole faces 74 . 78 runs include. In particular, the first cavity comprises 77 a first chamber 84 and the second cavity 73 includes a second chamber 86 , A passage 85 connects the first chamber 84 and the armature pole face 78 as well as the second chamber 86 and the valve pole face 74 , It is obvious to the person skilled in the art that the cavities 73 . 77 completely in the electromagnet 72 . 76 as in ( 1 ) can be arranged, partly in the electromagnet and the housing as in ( 2 ) may be arranged or partially arranged in the electromagnet, the housing and an intermediate element which is held between the housing and the electromagnet (not shown). The electromagnets 72 . 76 are essentially made up of a series of laminated panels. The cavities 73 . 77 can be formed by a follow-up tool during the formation of the plates, which are then connected by means of a molding compound. The cavities can be provided with a lining (not shown) in order to reduce the sliding friction on the cavity walls.
    [0022] ImFolgenden wird der Aufbau des Energieabsorptionssystems 60 inBezug auf den linearen elektromagnetischen Ventilaktuator 10 gemäß 1 detaillierter beschrieben.Das Energieabsorptionssystem 60 umfasst einen ersten Dämpfer 62,der dem Ankerelektromagneten 76 zugeordnet ist und einenzweiten Dämpfer 64,der dem Ventilelektromagneten 72 zugeordnet ist. Der ersteund der zweite Dämpfer 62, 64 sindeinander gegenüberliegendangeordnet, um die Bewegung der Ankerplatte 32 zu dämpfen, bevordie Ankerplatte 32 die jeweiligen Elektromagneten 72, 76 berührt, wieunten beschrieben.The following is the structure of the energy absorption system 60 in relation to the linear electromagnetic valve actuator 10 according to 1 described in more detail. The energy absorption system 60 includes a first damper 62 that of the armature electromagnet 76 is assigned and egg second damper 64 that of the valve electromagnet 72 assigned. The first and the second damper 62 . 64 are arranged opposite each other to the movement of the anchor plate 32 dampen before the anchor plate 32 the respective electromagnets 72 . 76 touched as described below.
    [0023] Dererste Dämpfer 62 umfasstdie erste Fluidkammer 84 und eine erste Prellvorrichtung 66.Der zweite Dämpfer 64 umfasstdie zweite Fluidkammer 86 und eine zweite Prellvorrichtung 68.Jede Prellvorrichtung 66, 68 umfasst einen Kolben 42,der in der entsprechenden Fluidkammer 84, 86 angeordnet ist undeinen Schaft 40, der in dem Durchgang 85 angeordnetist und sich vom Kolben 42 in Richtung der entsprechendenPolflächen 74, 78 erstreckt.Der Kolben 42 ist so bemessen, dass ein im Wesentlichen flüssigkeitsdichterSitz mit den Seitenwänden 88 der entsprechendenFluidkammern 84, 86 erzielt wird. Jede Prellvorrichtung 66, 68 istinnerhalb der Hohlräume 73 und 77,insbesondere innerhalb der Fluidkammern 84 und 86 unddem Durchgang 85, beweglich gelagert zwischen einer komprimiertenPosition, wie die der ersten Prellvorrichtung 66 in 3, und einer ausgedehntenPosition, wie die der zweiten Prellvorrichtung 68 in 3. 4 zeigt darüber hinaus die Bewegung derPrellvorrichtungen 66, 68 mit gestrichelten Linien.In dem dargestellten Ausführungsbeispielstehen die Enden 44 der Prellvorrichtungen in der komprimiertenPosition leicht überden entsprechenden Polflächen 74, 78,insbesondere etwa 0,3 mm. In einigen Ausführungsbeispielen kann es wünschenswertsein, wenn das Ende 44 der Prellvorrichtung im Wesentlichenplan mit der entsprechenden Polfläche abschließt, um Stromzu verringern, der erforderlich ist, um die Ankerplatte 32 inunmittelbarer Nähezum entsprechenden Elektromagneten 72, 76 zu halten,indem der Luftspalt 25 zwischen der Ankerplatte und dementsprechenden Elektromagnet minimiert wird. In ihrer ausgedehnten Positionragen die Prellvorrichtungen 66, 68 in den Spalt 26 zwischenden Elektromagneten hinein, so dass die Ankerplatte 32 diePrellvorrichtung berührt bevorsie einen der Elektromagneten 72, 76 berührt.The first damper 62 comprises the first fluid chamber 84 and a first bouncer 66 , The second damper 64 includes the second fluid chamber 86 and a second bouncer 68 , Any bouncer 66 . 68 includes a piston 42 that in the corresponding fluid chamber 84 . 86 is arranged and a shaft 40 who in the passage 85 is arranged and away from the piston 42 towards the corresponding pole faces 74 . 78 extends. The piston 42 is dimensioned so that an essentially liquid-tight seat with the side walls 88 the corresponding fluid chambers 84 . 86 is achieved. Any bouncer 66 . 68 is inside the cavities 73 and 77 , especially within the fluid chambers 84 and 86 and the passage 85 , movably supported between a compressed position, such as that of the first bouncing device 66 in 3 , and an extended position like that of the second bouncer 68 in 3 , 4 also shows the movement of the bumpers 66 . 68 with dashed lines. In the illustrated embodiment, the ends are 44 of the bumpers in the compressed position slightly above the corresponding pole faces 74 . 78 , in particular about 0.3 mm. In some embodiments, it may be desirable if the end 44 the bounce device is substantially flush with the corresponding pole face to reduce the current required to the anchor plate 32 in close proximity to the corresponding electromagnet 72 . 76 hold by the air gap 25 between the anchor plate and the corresponding electromagnet is minimized. The bumpers protrude in their extended position 66 . 68 in the gap 26 between the electromagnets so that the armature plate 32 the bouncing device touches one of the electromagnets 72 . 76 touched.
    [0024] DiePrellvorrichtungen 66 und 68 sind aus einem Materialhergestellt, dass Ölquellungwidersteht und auch bei hohen Temperaturen von über 200 °C betriebsbereit bleibt. Imgezeigten Ausführungsbeispielsind die Prellvorrichtungen 66 und 68 zumindest teilweiseaus einem Polyamid, beispielsweise DuPont Vespel® ausgebildet,wodurch jede Prellvorrichtung zusammengedrückt werden kann. Hierdurch wirdeine Pufferung zusätzlichzu der Pufferung, die durch die Fluidkammer bereitgestellt wird,bewirkt, wenn die Ankerplatte 32 die Prellvorrichtung berührt. AndereMaterialien, die besonders fürdie Prellvorrichtungen 66 und 68 geeignet sind,umfassen Stahl und Aluminium. Der Kolben 42 kann auch auseinem anderen Material als der Schaft 40 ausgebildet sein, wiein 3 dargestellt, umeine bessere Haltbarkeit und Energieabsorptionscharakteristik zurealisieren. Zum Beispiel kann der Kolben 42 aus Stahlhergestellt sein, währendder Schaft 40 aus DuPont Vespel® ausgebildetist.The bumpers 66 and 68 are made from a material that resists oil swelling and remains operational even at high temperatures of over 200 ° C. In the exemplary embodiment shown, the bouncing devices 66 and 68 at least partially made of a polyamide, for example DuPont Vespel ® , whereby each bouncing device can be compressed. This causes buffering in addition to the buffering provided by the fluid chamber when the anchor plate 32 touches the bouncer. Other materials especially for the bouncing devices 66 and 68 are suitable include steel and aluminum. The piston 42 can also be made of a different material than the shaft 40 be trained as in 3 shown in order to realize a better durability and energy absorption characteristics. For example, the piston 42 be made of steel while the shaft 40 made of DuPont Vespel ® .
    [0025] DasEnergieabsorptionssystem 60 umfasst auch ein Fluidsystem 90,das eine Wirkverbindung zwischen der ersten Fluidkammer 84 undder zweiten Fluidkammer 86 der gegenüberliegend angeordneten Dämpfer 62 und 64 herstellt.Das Fluidsystem 90 umfasst eine Fluidleitung 100 (1 und 3), die die Fluidkammern 84 und 86 hydraulischmiteinander verbindet. Eine Versorgungsvorrichtung 92 istmit der Fluidleitung 100 gekoppelt, um die Fluidleitung 100 unddamit die Fluidkammern 84, 86 mit einem positivenFluidstrom zu versorgen. Die Versorgungsvorrichtung 92 kanndurch das Motorölsystemoder jedes andere System gebildet werden, das in der Lage ist, demFluidsystem 90 ein Fluid zuzuführen. Die Fluidleitung 100 kannteilweise oder vollständigin den Elektromagneten 72, 76 und dem Gehäuse 18, wiein 1 und 2 dargestellt, ausgebildet sein.The energy absorption system 60 also includes a fluid system 90 , which is an operative connection between the first fluid chamber 84 and the second fluid chamber 86 the damper arranged opposite 62 and 64 manufactures. The fluid system 90 includes a fluid line 100 ( 1 and 3 ) which are the fluid chambers 84 and 86 hydraulically connected. A supply device 92 is with the fluid line 100 coupled to the fluid line 100 and thus the fluid chambers 84 . 86 to supply with a positive fluid flow. The supply device 92 can be formed by the engine oil system or any other system that is capable of the fluid system 90 to supply a fluid. The fluid line 100 can be partially or completely in the electromagnet 72 . 76 and the housing 18 , as in 1 and 2 shown, be trained.
    [0026] DasFluidsystem 90 kann darüberhinaus eine Zuführungsbegrenzung 94 enthalten,wie in 3 dargestellt,um die Menge des aus der Fluidleitung 100 in die Versorgungsvorrichtung 92 strömenden Fluidswährendder Kompression eines der Dämpfer 62, 64 zureduzieren. Die Zuführungsbegrenzung 94 kannauch als ein Rückschlagventil 102 ausgebildetsein, um den Rückflussdes Fluids aus der Fluidleitung 100 während der Kompression eines Dämpfers 62, 64 zuverhindern. Aufgrund der relativ schnellen Kompression der Dämpfer 62, 64 durchdie Ankerplatte 32 könntedas Fluid ohne die Zuführungsbegrenzung 94 indie Versorgungsvorrichtung 92 als dem Pfad des geringstenWiderstands strömen,anstatt in den gegenüberliegendenDämpfer 62, 64 zuströmen,um diesen Dämpferauszudehnen, während derandere Dämpferkomprimiert wird. Die Zuführungsbegrenzung 94 kannauch überden Durchmesser der Zuführungsleitung 95 realisiert werden.The fluid system 90 can also limit supply 94 included as in 3 shown to the amount of from the fluid line 100 into the supply device 92 flowing fluids during compression of one of the dampers 62 . 64 to reduce. The feed limit 94 can also act as a check valve 102 be designed to reflux the fluid from the fluid line 100 during the compression of a damper 62 . 64 to prevent. Because of the relatively fast compression of the dampers 62 . 64 through the anchor plate 32 could be the fluid without the supply restriction 94 into the supply device 92 flow as the path of least resistance rather than into the opposite damper 62 . 64 to flow to expand this damper while the other damper is being compressed. The feed limit 94 can also about the diameter of the feed line 95 will be realized.
    [0027] DasFluidsystem 90 kann darüberhinaus Leitungsbegrenzungen 108, wie in 4 dargestellt, enthalten. Die Leitungsbegrenzungen 108 sindim Wesentlichen durch die minimale Größe der Fluidleitung 100 gebildet,die sich zwischen den Fluidkammern 84, 86 undder Versorgungsleitung 95 erstreckt. Die Leitungsbegrenzungen 108 sindso bemessen, dass eine geeignete Kompressionsrate jeder Prellvorrichtung 66, 68 sichergestelltwird. Wenn die Leitungsbegrenzungen 108 z.B. zu groß sind,können diePrellvorrichtungen 66, 68 zu schnell komprimiert werdenund der Ankerplatte 32 nicht genügend kinetische Energie entziehen,so dass die Ankerplatte 32 auf eine der Polflächen aufschlägt. Wenndie Leitungsbegrenzungen 108 zu klein sind, können die Prellvorrichtungen 66, 68 zulangsam komprimieren, wodurch die Gefahr besteht, das Ventil darangehindert wird, sich in der vorgesehenen Zeitspanne zu öffnen oderzu schließen.Außerdementstehen dadurch auch potenziell Schwierigkeiten beim Halten derAnkerplatte 32 am jeweiligen Elektromagneten. Die Größe der Leitungsbegrenzungen 108 wirddurch die kinematische Energie, die der Ankerplatte 32 entzogenwerden soll, oder durch die gewünschteKompressionszeit bestimmt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Leitungsbegrenzungen 108 sobemessen, dass die Dämpfe 66, 68 inweniger als 0,5 ms komprimiert werden, wie in 5 gezeigt.The fluid system 90 may also have line limitations 108 , as in 4 shown included. The line limits 108 are essentially due to the minimal size of the fluid line 100 formed between the fluid chambers 84 . 86 and the supply line 95 extends. The line limits 108 are sized so that a suitable compression rate of each bouncer 66 . 68 is ensured. If the line limits 108 For example, the bouncing devices can be too large 66 . 68 to be compressed too quickly and the anchor plate 32 not extract enough kinetic energy, so the anchor plate 32 strikes one of the pole faces. If the lei processing limitations 108 are too small, the bouncing devices 66 . 68 Compress too slowly, which may prevent the valve from opening or closing in the allotted time. It also potentially creates difficulties in holding the anchor plate 32 on the respective electromagnet. The size of the line limits 108 is due to the kinematic energy of the anchor plate 32 should be withdrawn, or determined by the desired compression time. In the exemplary embodiment shown, the line limits are 108 dimensioned so that the vapors 66 . 68 can be compressed in less than 0.5 ms as in 5 shown.
    [0028] ImFolgenden wird der Betrieb des Energieabsorptionssystems 60 inBezug auf die 3 und 4 detaillierter beschrieben.In 3 hat der Controller dieLeistungsspule 82 des Ankerelektromagneten 76 aktiviert,um die Ankerplatte 32 zu dem Ankerelektromagneten 76 zuziehen, um das Ventil 20 zu schließen. Wenn die Ankerplatte 32 denAnkerelektromagneten 76 erreicht, berührt es das Ende 44 derPrellvorrichtung bevor es die Ankerpolfläche 78 berührt. Nachdemdas Ende 44 der Prellvorrichtung berührt wurde, wird die erste Prellvorrichtung 66 ausihrer ausgedehnten Position, die in 4 dargestelltist, in ihrer komprimierte Position, die mit den gestrichelten Linienin 4 dargestellt sind,bewegt. Da sich die erste Prellvorrichtung 66 aus ihrerausgedehnten Position in die komprimierte Position bewegt, verdrängt derKolben 42 Fluid aus der ersten Fluidkammer 84, welchesdurch die Fluidleitung 100 in die zweite Fluidkammer 86 gelangt,um die Bewegung der zweiten Prellvorrichtung 68 aus derkomprimierten Position, die in 4 dargestelltist, in ihre ausgedehnte Position, die durch die gestrichelten Linienin 4 dargestellt ist,zu unterstützen.Insbesondere bewirkt der erhöhteFluiddruck in der Fluidleitung 100 und den Fluidkammern 84, 86,dass sich die zweite Prellvorrichtung 68 aus der komprimiertenPosition in die ausgedehnte Position bewegt. Auf die gleiche Weise berührt dieAnkerplatte 32 das Ende 44 der zweiten Prellvorrichtung 68 undbewegt die zweite Prellvorrichtung 68 aus der ausgedehntenPosition in die komprimierte Position, wenn die Ankerplatte 32 durchdie Kraft der Federbaugruppe 50 und des Ventilelektromagneten 72 bewegtwird, und den zweiten Dämpfer 64 berührt. Während derBewegung des zweiten Dämpfers 64 verdrängt derKolben 42 Fluid aus der zweiten Fluidkammer 86 durchdie Fluidleitung 100 in die erste Fluidkammer 84,um einen Druck gegen den Kolben 42 der ersten Prellvorrichtung 66 aufzubauen,und so die erste Prellvorrichtung 66 aus ihrer komprimiertenPosition in ihre ausgedehnte Position zu bewegen. Natürlich kanndie Versorgungsvorrichtung 92 auch einen konstanten Fluidzuflussbereitstellen, so dass der Dämpferbeginnt, sich aus der komprimierten Position in die ausgedehntePosition zu bewegen, bevor das währendder Kompression des gegenüberliegendenDämpfers verdrängte Fluiddie Ausdehnung unterstützt.Die Zuführungsbegrenzung 94 stelltauch sicher, dass das aus einer Fluidkammer austretende Fluid wenigstens teilweisein die andere Fluidkammer strömtund nicht in die Versorgungsvorrichtung 92 mit dem möglicherweiseniedrigeren Druck.The following is the operation of the energy absorption system 60 in terms of 3 and 4 described in more detail. In 3 the controller has the power coil 82 of the armature electromagnet 76 activated to the anchor plate 32 to the armature electromagnet 76 to pull the valve 20 close. If the anchor plate 32 the armature electromagnet 76 reached, it touches the end 44 the bouncer before it touches the armature pole face 78 touched. After the end 44 has been touched, the first bouncing device 66 from their extended position, which in 4 is shown, in its compressed position, with the dashed lines in 4 are shown moves. Because the first bouncer 66 Moving from its extended position to the compressed position, the piston displaces 42 Fluid from the first fluid chamber 84 which through the fluid line 100 into the second fluid chamber 86 arrives at the movement of the second bouncing device 68 from the compressed position that in 4 is shown in its extended position, which is shown by the dashed lines in 4 is shown to support. In particular, the increased fluid pressure in the fluid line causes 100 and the fluid chambers 84 . 86 that the second bouncer 68 moved from the compressed position to the expanded position. In the same way touches the anchor plate 32 the end 44 the second bouncer 68 and moves the second bouncer 68 from the extended position to the compressed position when the anchor plate 32 by the force of the spring assembly 50 and the valve electromagnet 72 is moved, and the second damper 64 touched. During the movement of the second damper 64 the piston displaces 42 Fluid from the second fluid chamber 86 through the fluid line 100 into the first fluid chamber 84 to apply pressure against the piston 42 the first bouncer 66 build up, and so the first bouncing device 66 to move from their compressed position to their extended position. Of course, the supply device 92 also provide a constant fluid flow so that the damper begins to move from the compressed position to the expanded position before the fluid displaced during compression of the opposing damper assists expansion. The feed limit 94 also ensures that the fluid emerging from one fluid chamber at least partially flows into the other fluid chamber and not into the supply device 92 with the possibly lower pressure.
    [0029] Anhandder obigen Beschreibung wird deutlich, dass das Absorptionssystem 60 gemäß der vorliegendenErfindung Probleme mit Geräuschen,Vibrationen und Rauheiten reduziert, während gleichzeitig schnelleErholungszeiten realisiert werden. Insbesondere die Kopplung derDämpfer 62, 64 ermöglicht esbei der Kompression eines Dämpfersdie Ausdehnung des anderen Dämpferszu unterstützen,und ermöglichtdamit eine Erholung des Energieabsorptionssystems, bevor der nächste Aufprallder Ankerplatte 32 gegen die Dämpfer absorbiert werden muss.Das Energieabsorptionssystem nutzt die der Ankerplatte 32 entzogenekinetische Energie zum Zurücksetzender Dämpferin den ausgedehnten Zustand, wodurch ein effizientes Energieabsorptionssystemmit minimaler Teilzahl und zu niedrigen Kosten bereitgestellt wird.Deshalb kann das Energieabsorptionssystem 60 gut mit Niederdruck-Versorgungsvorrichtungen 92 betriebenwerden, wodurch es möglichist, das Motorölsystemals Versorgungsvorrichtung zu verwenden, wodurch die Montage-, Herstellungs-und Komponentenkosten verringert werden. Insbesondere ist es durchdie Kopplung der Dämpfer 62, 64 möglich, mitder Niederdruck-Versorgungsvorrichtung mit einem Fluiddruck vonweniger als 10 psi eine ausreichende Erholung in weniger als 5,6ms bereitzustellen.From the above description it is clear that the absorption system 60 according to the present invention, problems with noise, vibrations and roughness are reduced while realizing fast recovery times. In particular the coupling of the dampers 62 . 64 allows compression of one damper to assist the expansion of the other damper, thus allowing the energy absorption system to recover before the next impact of the anchor plate 32 must be absorbed against the damper. The energy absorption system uses that of the anchor plate 32 deprived kinetic energy to return the dampers to the expanded state, thereby providing an efficient energy absorption system with a minimal number of parts and at a low cost. Therefore, the energy absorption system 60 well with low pressure supply devices 92 operated, which makes it possible to use the engine oil system as a supply device, thereby reducing the assembly, manufacturing and component costs. In particular, it is through the coupling of the dampers 62 . 64 possible to provide sufficient recovery in less than 5.6 ms with the low pressure supply device with a fluid pressure of less than 10 psi.
    [0030] Obwohldie Hohlräume 73, 77 beider Darstellung in 1 vollständig imElektromagneten ausgebildet sind, können die Hohlräume auchteilweise von dem Gehäuse 18 oderanderen Strukturkomponenten des Ventilaktuators, wie in 2 dargestellt, ausgebildetwerden. Beispielsweise sind in 2 dieHohlräume 73, 77 unddie Fluidleitung 100 primär in dem Gehäuse 18 ausgebildet,wobei nur der Durchgang 85 in den Elektromagneten 72, 76 ausgebildetist. Die fluidgefülltenKammern 84, 86 können auch ausgekleidet werden,um eine dauerhafte reibungsarme Bewegung der Dämpfer 62, 64, insbesondereder Kolben 42, innerhalb der Kammern zu ermöglichen.Although the cavities 73 . 77 in the representation in 1 are completely formed in the electromagnet, the cavities can also partially from the housing 18 or other structural components of the valve actuator, as in 2 shown, are trained. For example, in 2 the cavities 73 . 77 and the fluid line 100 primarily in the housing 18 trained, only the passage 85 in the electromagnet 72 . 76 is trained. The fluid-filled chambers 84 . 86 can also be lined up for permanent, low-friction movement of the dampers 62 . 64 , especially the piston 42 to allow within the chambers.
    [0031] Obwohldie obigen Ausführungsbeispieleals ein Paar von gegenüberliegendangeordneten Dämpfernbeschrieben wurden, kann es vorteilhaft sein, mehr als ein PaargegenüberliegendeDämpfer zuverwenden. Beispielsweise kann es in Hinblick auf den linearen Aktuator 10 wünschenswertsein, ein Paar von gegenüberliegendenDämpfernauf jeder Seite des Ankerschafts 36 anzuordnen, um einen ausbalanciertenBetrieb zu realisieren. Insbesondere können bei dem linearen elektromechanischenVentilaktuator 10 die Dämpfer 62, 64 aufbeiden Seiten des Ankerschafts 36 angeordnet und ungefähr mit demAnkerschaft 36 ausgerichtet werden, wodurch jeder elektromechanischeVentilaktuator insgesamt 4 Dämpfernaufweist.Although the above embodiments have been described as a pair of opposed dampers, it may be advantageous to use more than one pair of opposed dampers. For example, with regard to the linear actuator 10 it would be desirable to have a pair of opposed dampers on each side of the anchor shaft 36 to arrange to achieve a balanced operation. In particular can with the linear electromechanical valve actuator 10 the dampers 62 . 64 on both sides of the anchor shaft 36 arranged and approximately with the anchor shaft 36 be aligned, whereby each electromechanical valve actuator has a total of 4 dampers.
    [0032] Beidem hebelelektromechanischen Ventilaktuator 8 gemäß 2 sind die Dämpfer 62, 64 im Wesentlichenin der Näheeiner Seite der Elektromagneten 72, 76 angeordnetund sind innerhalb der Umhüllungder Elektromagneten 72, 76 leicht zurückgesetzt,um eine maximale Dämpfungzu erzielen. An der Ankerplatte 32 können Ausbuchtungen 33 angeordnetsein, um sicherzustellen, dass die Enden 44 der Prellvorrichtungendie Ankerplatte 33 ungefähr senkrecht zur Achse 63 derPrellvorrichtungen 66, 68 berühren, um eine lange Lebensdauersicherzustellen und zu verhindern, dass sich die Prellvorrichtungenan dem Durchgang 85 oder den Wänden 88 der Fluidkammern 84, 86 haftenbleiben. Die Anordnung der Dämpfer 62, 64 anden Elektromagneten 72, 76 kann, wenn es erforderlichist, verändertwerden.With the lever electromechanical valve actuator 8th according to 2 are the dampers 62 . 64 essentially near one side of the electromagnet 72 . 76 arranged and are within the envelope of the electromagnet 72 . 76 slightly reset to achieve maximum damping. On the anchor plate 32 can bulges 33 be arranged to ensure that the ends 44 the baffle devices the anchor plate 33 approximately perpendicular to the axis 63 of the bouncing devices 66 . 68 Touch to ensure a long life and prevent the bumpers from touching the passage 85 or the walls 88 the fluid chambers 84 . 86 stick. The arrangement of the dampers 62 . 64 on the electromagnet 72 . 76 can be changed if necessary.
    [0033] Dieim Wesentlichen fluiddichte Verbindung zwischen den Fluidkammerseitenwänden 88 und demKolben 42 kann eine positive Leckrate erlauben, um eineSchmierung und Kühlungdes Ankers bereitzustellen. Die Leckrate für jeden Dämpfer 62, 64 beträgt 0,077bis 0,17 ml pro Sekunde bei geringem Druck (15 psi) und während langenZykluszeiten, beispielsweise beim Motorleerlauf, und bei schnellen Zykluszeitenund Hochdruck 0,43 bis 0,96 ml pro Sekunde (85 psi). Diese Leckrateermöglichteine geringe Fluidströmung,so dass das Fluid in der Fluidleitung 100 nicht überhitztwird. Die Leckage des Fluids ermöglichtauch eine konstante Zuführungeines Schmierfluids zum elektromechanischen Ventilaktuator.The substantially fluid-tight connection between the fluid chamber side walls 88 and the piston 42 can allow a positive leak rate to provide lubrication and cooling of the armature. The leak rate for each damper 62 . 64 is 0.077 to 0.17 ml per second at low pressure (15 psi) and during long cycle times, for example when the engine is idling, and at fast cycle times and high pressure 0.43 to 0.96 ml per second (85 psi). This leak rate enables a low fluid flow so that the fluid in the fluid line 100 is not overheated. The leakage of the fluid also enables a constant supply of a lubricating fluid to the electromechanical valve actuator.
    [0034] Dievorstehende Diskussion offenbart und beschreibt ein exemplarischesAusführungsbeispiel dervorliegenden Erfindung. Der Fachmann wird aus dieser Diskussionund den beigefügtenZeichnungen und Ansprüchenleicht erkennen, dass verschiedene Veränderungen, Modifikationen undVariationen vorgenommen werden können,ohne von dem Bereich der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiertist, abzuweichen.TheThe above discussion reveals and describes an exemplary oneEmbodiment of thepresent invention. The expert will emerge from this discussionand the attachedDrawings and claimseasily recognize that various changes, modifications andVariations can be madewithout departing from the scope of the invention as defined in the following claimsis to deviate.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1]
    Elektromechanischer Ventilaktuator (8, 10)mit einem ersten Dämpfer(62), der in Wirkverbindung mit einem zweiten Dämpfer (64)steht, wobei a. der erste und der zweite Dämpfer (62, 64)jeweils einen komprimierten Zustand und einen ausgedehnten Zustandeinnehmen können, b.wenn der erste oder der zweite Dämpfer(62, 64) aus dem ausgedehnten Zustand in den komprimiertenZustand bewegt wird, der jeweils andere Dämpfer (64, 62)in den ausgedehnten Zustand bewegt wird, und c. die Bewegungdes ersten oder zweiten Dämpfers (62, 64)in den komprimierten Zustand die Bewegung des jeweils anderen Dämpfers (64, 62)in den ausgedehnten Zustand unterstützt.Electromechanical valve actuator ( 8th . 10 ) with a first damper ( 62 ), which is in operative connection with a second damper ( 64 ) stands, whereby a. the first and the second damper ( 62 . 64 ) can each assume a compressed state and an expanded state, b. if the first or the second damper ( 62 . 64 ) is moved from the expanded state to the compressed state, the other damper ( 64 . 62 ) is moved into the expanded state, and c. the movement of the first or second damper ( 62 . 64 ) in the compressed state the movement of the other damper ( 64 . 62 ) supported in the expanded state.
    [2]
    Elektromechanischer Ventilaktuator (8, 10) nachAnspruch 1, wobei der erste Dämpfer(62) dem zweiten Dämpfer(64) gegenüberliegendangeordnet ist.Electromechanical valve actuator ( 8th . 10 ) according to claim 1, wherein the first damper ( 62 ) the second damper ( 64 ) is arranged opposite one another.
    [3]
    Elektromechanische Ventilaktuator nach Anspruch 1,weiter enthaltend eine Fluidleitung (100), die den erstenund den zweiten Dämpfer(62, 64) verbindet, wobei ein Fluid innerhalbder Fluidleitung (100) verdrängt wird, wenn der erste oderder zweite Dämpfer(62, 64) in den komprimierten Zustand bewegt wirdund der jeweils andere Dämpfer(64, 62) in den ausgedehnten Zustand bewegt wird.The electromechanical valve actuator according to claim 1, further comprising a fluid line ( 100 ) that the first and the second damper ( 62 . 64 ) connects, with a fluid within the fluid line ( 100 ) is displaced if the first or the second damper ( 62 . 64 ) is moved to the compressed state and the other damper ( 64 . 62 ) is moved into the expanded state.
    [4]
    Elektromechanischer Ventilaktuator nach Anspruch1, wobei der erste und der zweite Dämpfer (62, 64)jeweils eine Fluidkammer (84, 86) und eine Prellvorrichtung(66, 68) umfassen, wobei die Prellvorrichtung(66, 68) jeweils wirksam an die Fluidkammer (84, 86)gekoppelt ist, und wobei sich das Volumen des Fluids in jeder derFluidkammern (84, 86) in Abhängigkeit von den Positionender ersten und der zweiten Prellvorrichtung (66, 68)verändert.The electromechanical valve actuator according to claim 1, wherein the first and second dampers ( 62 . 64 ) one fluid chamber each ( 84 . 86 ) and a bouncer ( 66 . 68 ), the bouncing device ( 66 . 68 ) each effective to the fluid chamber ( 84 . 86 ) is coupled, and wherein the volume of the fluid in each of the fluid chambers ( 84 . 86 ) depending on the positions of the first and second bouncing device ( 66 . 68 ) changed.
    [5]
    Verfahren zur Dämpfungvon Aufprallkräftenin elektromechanischen Ventilaktuatoren (8, 10),die eine zwischen einem Paar von Elektromagneten (72, 76)angeordnete Ankerplatte (32), einen ersten, in einem derElektromagneten (72, 76) angeordneten Dämpfer (62),und einen in dem zweiten der Elektromagneten (72, 76)und dem ersten Dämpfer(62) gegenüberliegendangeordneten zweiten Dämpfer(64) aufweisen, wobei die Dämpfer (62, 64)einen ausgedehnten und komprimierten Zustand einnehmen können undbei dem die Dämpfer(62, 64) wirksam mit einer Fluidleitung (100)verbunden sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a.Komprimieren des ersten Dämpfer(62) von dem ausgedehnten Zustand in den komprimiertenZustand, um Fluid zu verdrängen; b.Ausdehnen des zweiten Dämpfers(64) von dem komprimierten Zustand in den ausgedehntenZustand unter Verwendung des bei der Kompression des ersten Dämpfers (62)verdrängtenFluids.Method for damping impact forces in electromechanical valve actuators ( 8th . 10 ), the one between a pair of electromagnets ( 72 . 76 ) arranged anchor plate ( 32 ), a first one, in one of the electromagnets ( 72 . 76 ) arranged damper ( 62 ), and one in the second of the electromagnets ( 72 . 76 ) and the first damper ( 62 ) opposed second damper ( 64 ), the dampers ( 62 . 64 ) can assume an expanded and compressed state and in which the dampers ( 62 . 64 ) effective with a fluid line ( 100 ) are connected, the method comprising the following steps: a. Compress the first damper ( 62 ) from the expanded state to the compressed state to displace fluid; b. Extending the second damper ( 64 ) from the compressed state to the expanded state using the one when compressing the first damper ( 62 ) displaced fluid.
    [6]
    Verfahren nach Anspruch 5, weiter enthaltend einenSchritt, in dem ein Fluid fürden ersten und den zweiten Dämpfer(62, 64) bereitgestellt wird.The method of claim 5, further comprising a step in which a fluid for the first and second dampers ( 62 . 64 ) provided.
    [7]
    Verfahren nach Anspruch 5, bei dem sich der ersteund der zweite Dämpfer(62, 64) in weniger als 0,5 ms von dem ausgedehntenZustand in den komprimierten Zustand bewegen.A method according to claim 5, wherein the first and second dampers ( 62 . 64 ) in less than 0.5 ms from the expanded state to the com move primary state.
    [8]
    Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Ventil (20)eine offene und eine geschlossen Position umfasst und das Verfahrenweiterhin einen Schritt umfasst, in dem ein ausreichender Stromflussdurch die Elektromagnete (72, 76) bereitgestelltwird, um eine Ausdehnung des ersten oder zweiten Dämpfers (62, 64)zu verhindern, währenddie Ankerplatte (32) am ersten oder zweiten Dämpfer (62, 64)anliegt.The method of claim 5, wherein the valve ( 20 ) comprises an open and a closed position and the method further comprises a step in which there is sufficient current flow through the electromagnets ( 72 . 76 ) is provided to extend the first or second damper ( 62 . 64 ) while the anchor plate ( 32 ) on the first or second damper ( 62 . 64 ) is present.
    [9]
    Verfahren nach Anspruch 5 weiterhin einen Schrittumfassend, in dem die Fluidströmungvon der Fluidleitung (100) in die Versorgungsvorrichtung(92) begrenzt wird, wenn einer der Dämpfer (62, 64)in die komprimierte Position bewegt wird.The method of claim 5 further comprising a step in which the fluid flow from the fluid line ( 100 ) in the supply device ( 92 ) is limited if one of the dampers ( 62 . 64 ) is moved to the compressed position.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    2004-10-21| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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