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Title:
ELECTROMAGNETIC ACTUATOR HAVING CLAMPING-FREE TAPPETS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/162306
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a control device comprising a first (2) and a second (4) tappet, wherein the first tappet (2) is movably arranged in a first guide sleeve (6) and the second tappet (4) is movably arranged in a second guide sleeve (8), wherein the first tappet (2) in the first guide sleeve (6) is surrounded by a first restoring spring (22) and the second tappet (4) in the second guide sleeve (8) is surrounded by a second restoring spring (26), and wherein the guide sleeves are arranged at a fixed distance from each other, wherein the first restoring spring (22) is a coil spring wound in the left-hand direction and the second restoring spring (26) is a coil spring wound in the right-hand direction.

Inventors:
SUZUKI TSUNEO (DE)
BURKART HARALD (DE)
MAIWALD WOLFRAM (DE)
MARULL-KESSLER PEDRO (DE)
TISCHTSCHENKO MICHAEL (DE)
SCHÜTZ MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/057347
Publication Date:
October 13, 2016
Filing Date:
April 04, 2016
Export Citation:
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Assignee:
KENDRION (VILLINGEN) GMBH (DE)
International Classes:
F01L1/053; F01L13/00; F16F1/04; F16F3/04; F01L9/20
Foreign References:
DE102011078525A12013-01-03
DE102008029324A12009-12-24
DE102010024030A12011-12-22
EP1352794A22003-10-15
DE10055948A12002-05-23
Attorney, Agent or Firm:
WESTPHAL, MUSSGNUG & PARTNER, Patentanwälte (DE)
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Claims:
Stellvorrichtung (1), aufweisend

einen ersten Stößel (2) und einen zweiten Stößel (4), wo¬ bei der erste Stößel (2) in einer ersten Führungshülse (6) und der zweiten Stößel (4) in einer zweiten Führungshülse (8) verschiebbar angeordnet ist, wobei der erste Stößel (2) zumindest abschnittsweise entlang seiner Längsachse von einer ersten Rückholfeder (22) umgeben ist und der zweite Stößel (4) zumindest abschnittsweise entlang seiner Längsachse von einer zweiten Rückholfeder (26) umgeben ist, und wobei die beiden Führungshülsen (6, 8) in festem Abstand zueinander angeordnet sind,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die erste Rückholfeder (22) eine im Linkssinn gewickelte Schraubenfeder ist, und die zweite Rückholfeder (26) eine im Rechtssinn gewickelte Schraubenfeder ist.

Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Schraubenfedern (22, 26) als glasfaserverstärkte

Kunststofffedern ausgebildet sind.

Stellvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Schraubenfedern (22, 26) an jedem ihrer Enden jeweils wenigstens zwei aneinander anliegende Endwindungen aufwei¬ sen .

Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die im Linkssinn gewickelte Schraubenfeder (22), oder die im Rechtssinn gewickelte Schraubenfeder (26) an zumindest einem ihrer beiden Enden drei aneinander anliegende End¬ windungen aufweist.

Stellvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zumindest jeweils ein Ende jeder Schraubenfeder (22, 26) verstärkt ausgebildet ist.

Stellvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, aufweisend einen ersten Aktor (28) und einen zweiten Aktor (30) ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der erste Aktor (28) relativ zu dem ersten Stößel (2) so angeordnet ist, dass er in Wirkverbindung mit dem vorderen Ende des ersten Stößels (2) steht, und der zweite Aktor (30) relativ zu dem zweiten Stößel (4) so angeordnet ist, dass er in Wirkverbindung mit dem vorderen Ende des zwei¬ ten Stößels (4) steht.

Stellvorrichtung nach Anspruch 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Aktoren (28, 30) stabförmig ausgebildet sind und ent¬ lang ihrer jeweiligen Längsachsenrichtungen beweglich ge¬ führt sind.

Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Aktoren (28, 30) magnetisch betätigbar und vorzugswei¬ se von Aktorspulen umgeben sind.

Stellvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Stößel (2, 4) stabförmig, vorzugsweise zylinderförmig, ausgebildet sind und jeweils eine Längsachse, ein vorderes Ende mit jeweils einem verdickt ausgebildeten Stößelkopf (12, 16) und ein hinteres Ende aufweisen.

Stellvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Rückholfedern (22, 26) als Druckfedern ausgebildet sind, wobei sich jede Rückholfeder (22, 26) in und/oder an der Führungshülse (6, 8), in und/oder an der sie angeord¬ net ist, und an dem Stößelkopf (12, 16) des Stößels (2, 4), den sie umgibt, abstützt.

Stellvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, aufweisend eine Nockenwelle mit Nuten, die um die Drehach¬ se der Nockenwelle verlaufend angeordnet sind,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die hinteren Enden der Stößel (2, 4) so ausgebildet und relativ zu der Nockenwelle so angeordnet sind, dass zumin¬ dest ein hinteres Ende eines der beiden Stößel (2, 4) in eine Nut der Nockenwelle eingreift, wenn die um den einen Stößel (2, 4) angeordnete Rückholfeder (22, 26) zusammen¬ gedrückt und der eine Stößel (2, 4) relativ zu der Füh¬ rungshülse (6, 8), in der er geführt wird, in Richtung auf die Nockenwelle bewegt wird.

Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 11,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Nockenwelle eine Schiebenockenwelle ist und die eine Nut zumindest abschnittsweise schräg zur Drehachse der No¬ ckenwelle auf der Oberfläche der Nockenwelle um die No¬ ckenwelle herum verlaufend angeordnet ist.

13. Stellvorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Längsachsen der Führungshülsen (6, 8) und/oder Stößel (2, 4) senkrecht zur und in Richtung auf die Drehachse der Nockenwelle gerichtet sind.

14. Stellvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Längsachsen der Führungshülsen (6, 8) und/oder Stößel (2, 4) parallel zueinander verlaufend angeordnet sind.

15. Kraftfahrzeug, aufweisend eine Stellvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche.

Description:
Elektromagnetischer Aktuator mit klemmfreien Stößeln

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung, beispielsweise eine Stellvorrichtung für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegrif des Patentanspruchs 1, sowie ein Kraftfahrzeug, das eine der ¬ artige Stellvorrichtung aufweist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Stellvorrichtung zur Veränderung der Ventilöff nung und/oder der Ventilöffnungszeiten bei Verbrennungskraft ¬ maschinen und/oder eine Stellvorrichtung zur partiellen Zylin derabschaltung von Verbrennungskraftmaschinen.

Stellvorrichtungen, insbesondere Stellvorrichtungen mit elekt romagnetisch betriebenen Aktoren, werden in der Kraftfahrzeug technik zum Öffnen und Schließen der Einlass- sowie Auslass ¬ ventile der Zylinder von Diesel- und/oder Benzinmotoren ver ¬ wendet, die das KraftStoffgemisch in den Verbrennungsraum ein führen und die verbrannten Endprodukte aus dem Verbrennungs ¬ raum wieder ausleiten. Die Zeitpunkte des Öffnens und des Schließens der Ventile müssen dabei so gewählt werden, dass die Verbrennungsmaschine die erzeugte Wärmeenergie möglichst effektiv in Motorkraft umsetzt. Dies geschieht durch die Ven ¬ tilsteuerung oder den Ventiltrieb. Darunter versteht man den Mechanismus, der bei einem Hubkolbenmotor die Ventile und da ¬ mit den Ladungswechsel durch Öffnen und Schließen der Einlass und Abgasaustrittskanäle steuert. In der Regel wird das Venti dabei von einer Nockenwelle über einen Stößel, einen Schlepp ¬ hebel oder Kipphebel geöffnet. Geschlossen werden Ventile durch Schraubenfedern, bisweilen durch Drehstabfedern, Gasfe ¬ dern oder über einen Schließnocken zwangsgesteuert. Die No ¬ ckenwelle wird dabei von der Kurbelwelle des Motors angetrie ¬ ben . Mit der ständigen Weiterentwicklung elektrischer Komponenten und maßgeblich unterstützt durch die kontinuierlich gewachse ¬ nen Anforderungen zur Reduzierung des Kraftstoff erbrauches bei Erhöhung der Effizienz der Verbrennungsmaschine hat die Elektrifizierung im Kraftfahrzeug in den letzten Jahren ent ¬ scheidend an Bedeutung gewonnen. Hier konnten beispielsweise durch Optimierung der Steuerzeiten von Ventilsteuerungen große Fortschritte erzielt werden. Die Nockenwellenverstellung hat die Aufgabe, für den jeweiligen Motor die günstigsten Ventil- Steuerzeiten für die Betriebszustände Leerlauf, maximale Leis ¬ tung und Drehmoment, sowie Abgasrückführung, einzustellen. Daher hat auch bei Nockenwellenverstellern ein solcher Techno ¬ logiewechsel stattgefunden. Solche Stellvorrichtungen sind z. B. aus DE 102 40 774 AI be ¬ kannt und werden für unterschiedliche Einsatzzwecke benutzt, insbesondere aber auch für die Nockenwellenverstellung bei Kraftfahrzeugen. Das Grundprinzip dieser bekannten Stellvor ¬ richtung besteht darin, dass ein Kolben als Stellelement, das endseitig einen Eingriffsbereich für die vorgesehene Stellauf ¬ gabe aufweist, in einem Gehäuse geführt und mittels einer im Gehäuse vorgesehenen, elektromagnetisch betätigbaren Aktorein ¬ heit gegen die Kraft einer Rückstellfeder aus dem Gehäuse her ¬ aus bewegt werden kann.

Die DE 10 2007 024 600 AI offenbart eine Stellvorrichtung mit einem zwischen einer eingefahrenen Halteposition und einer ausgefahrenen Arbeitsposition verfahrbaren Aktuatorstift zur Verstellung eines Maschinenteiles, das eine mit dem Aktuator- stift in dessen Arbeitsposition zusammenwirkende Verschiebenut aufweist, die den Aktuatorstift zurück in dessen Halteposition verlagert, und das insbesondere als auf einer Trägerwelle drehfest und längsverschiebbar angeordnetes Nockenstück eines hubvariablen Ventiltriebes einer Brennkraftmaschine ausgebil ¬ det ist. Dadurch soll eine radial möglichst klein bauende Stellvorrichtung geschaffen werden, die den Aktuatorstift si ¬ cher und gegenüber der Verschiebenut ausreichend eingriffsfrei in der Halteposition fixiert.

Die DE 10 2011 078 525 AI offenbart ein Schiebenockensystem mit einer bistabilen Aktoreinheit. Bei dieser Stelleinrichtung stützt sich die Druckfeder an der Rasteinrichtung ab, sodass an dem Aktorstift eine der Druckfeder entgegengerichtete

Stützfeder angreift, die sich an der Führungshülse oder einem mit ihr verbundenen Bauteil abstützt, wobei die Druck- und Stützfeder mit der Rasteinrichtung eine bistabile Anordnung des Aktorstiftes bilden, wobei die Auslösung der bistabilen Anordnung durch eine Elektromagneteinheit erfolgt. Durch eine derartige Ausgestaltung kann erreicht werden, dass das Ausfah ¬ ren des Aktorstiftes zunächst durch die Elektromagneteinheit bewirkt wird und zwar so weit, bis der Kipppunkt der bistabi ¬ len Anordnung des Aktorstiftes erreicht ist und die Rastein- richtung gelöst ist, sodass die Druckfeder dann das vollstän ¬ dige Ausfahren des Aktorstiftes in die Verschiebenut über ¬ nimmt. Dadurch ist nur eine verhältnismäßig kleine elektromag ¬ netische Kraft zum Zusammendrücken der Stützfeder erforder ¬ lich. Die Druckfeder übernimmt das schnelle Ausfahren des Ak- torstiftes. Bei dieser Vorrichtung wird ein Paar parallel zu ¬ einander bewegbarer Stößel durch einen einzelnen Aktor, der mit einer Kippvorrichtung verbunden ist, nach unten gedrückt. Auf diese Weise kann entweder der eine Stößel oder der andere Stößel in die Führungsnut, beispielsweise einer Schiebenocken- welle, eingreifen. Bei derartigen Einrichtungen zeigt sich je ¬ doch, dass die federgelagerten Stößel in ihren Führungshülsen leicht verkanten oder verkippen können, sodass eine sichere Funktionsweise eines derartigen Stellelementes nicht garan- tiert werden kann. Insbesondere, wenn derartig aufgebaute Stö ¬ ßel in Nuten von Schiebenockensystemen abwechselnd eingreifen und darin geführt werden, treten häufig, zumindest bei einem Stößel, derartige Funktionsstörungen auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, solche Funk ¬ tionsstörungen und die mit den bekannten Stellvorrichtungen verbundenen Nachteile zu vermeiden. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Stellvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsfor ¬ men sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung weist einen ersten und einen zweiten Stößel auf, wobei der erste Stößel zumindest teilweise in einer ersten Führungshülse und der zweite Stößel zumindest teilweise in einer zweiten Führungshülse verschieb ¬ bar angeordnet ist, wobei der erste Stößel, beispielsweise in und/oder an der ersten Führungshülse, zumindest abschnittswei- se entlang seiner Längsachse von einer ersten, als Schrauben ¬ feder ausgebildeten Rückholfeder umgeben ist und der zweite Stößel, beispielsweise in und/oder an der zweiten Führungshül ¬ se, zumindest abschnittsweise entlang seiner Längsachse von einer zweiten, als Schraubenfeder ausgebildeten Rückholfeder umgeben ist, und wobei die Führungshülsen in festem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Stößel sind dabei in Richtung ihrer jeweiligen Längsachsen in ihren jeweiligen Führungshül ¬ sen hin- und her beweglich verschiebbar angeordnet. Erfindungsgemäß ist die erste Rückholfeder eine im Linkssinn gewickelte Schraubenfeder und die zweite Rückholfeder eine im Rechtssinn gewickelte Schraubenfeder. Bei Versuchen hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, dass, wenn ein Stößel in die Führungsnut beispielsweise eines Schiebenockensystems ein ¬ greift, der Stößel ein Drehmoment um seine Längsachse, in wel ¬ cher er in seiner Führungshülse verschiebbar angeordnet ist, entweder nach rechts oder nach links erfährt. Dies liegt da- ran, dass der Stößel einen Rand, beispielsweise eine Seiten ¬ wand der Nut, in der er geführt wird, berührt und/oder dass der Stößel nicht exakt planparallel auf dem Boden der Füh ¬ rungsnut aufsitzt. Wenn sich nun beispielsweise die Nockenwel ¬ le, die die Führungsnut aufweist, dreht und der Stößel in die- se Führungsnut eingreift, wird ein Drehmoment auf den Stößel übertragen. Dieses Drehmoment bewirkt, dass eine Torsionskraft auf die Rückholfeder ausgeübt wird, die deren Durchmesser, je nach Drehsinn der wirkenden Torsionskraft, geringfügig vergrö ¬ ßert oder verkleinert. Wenn die entsprechende Rückholfeder ei- ne im gleichen Sinn wie das auf den Stößel wirkende Drehmoment gewickelte Schraubenfeder ist, kann sich der Durchmesser der Rückholfeder nur verkleinern. Eine Funktionsstörung tritt dann nicht ein. Ist die Rückholfeder jedoch eine im entgegengesetz ¬ ten Sinn wie das auf den Stößel wirkende Drehmoment gewickelte Schraubenfeder, kann sich ihr Durchmesser durch die auf sie wirkende Torsionskraft vergrößern, was dazu führen kann, dass die Rückholfeder in ihrer Führungshülse verkantet und den Stö ¬ ßel nicht mehr in seine Ausgangsposition zurückschieben kann. Dadurch wird eine Funktionsstörung verursacht, die zu einem frühzeitigen Funktionsausfall der Stellvorrichtung führt. Es hat sich gezeigt, dass ein solcher frühzeitiger Funktionsaus ¬ fall dadurch vermieden werden kann, dass bei den Stößeln je ¬ weils Schraubenfedern eingesetzt werden, deren Wicklungssinn der gleiche ist, wie der Drehsinn der jeweiligen Stößel in der Nut der Nockenwelle.

Bei paarweise im festen Abstand zueinander angeordneten Füh ¬ rungshülsen, die über auf sie wirkende Aktoren jeweils einen Stößel in Richtung auf eine gemeinsame Nockenwelle führen, hat sich gezeigt, dass der erste Stößel der ist, der, sofern er ein Drehmoment um seine Längsachse erfährt, immer ein Drehmo ¬ ment im Linkssinn erfährt, sobald er in die Nut der gemeinsa ¬ men Nockenwelle eingreift, während der zweite Stößel der ist, der, sofern er ein Drehmoment um seine Längsachse erfährt, ein Drehmoment im Rechtssinn erfährt, sobald er in eine Nut der gemeinsamen Nockenwelle eingreift. Sind nun die Rückholfedern beide im Rechtssinn oder beide im Linkssinn gewickelte Schrau ¬ benfedern, tritt eine frühzeitige Funktionsstörung der Vor ¬ richtung dadurch ein, dass der Stößel, dessen Drehmoment ent ¬ gegengesetzt dem Wicklungssinn seiner Schraubenfeder ist, frühzeitig in der Führungshülse mit seiner Schraubenfeder ver ¬ kantet und dadurch einen Funktionsausfall verursacht.

Die frühzeitige Funktionsstörung an dem Stößel, dessen Drehmo ¬ ment entgegengesetzt dem Wicklungssinn seiner Schraubenfeder ist tritt meist dadurch ein, dass ein Ende der Schraubenfeder sich unter der letzten Spiralwindung der Schraubenfeder ver ¬ klemmt. Das Ende der Schraubenfeder kommt damit zwischen der letzten Spiralwindung der Schraubenfeder und dem Stößel zu liegen, wodurch die Beweglichkeit des Stößels entlang seiner Längsachse beeinträchtigt wird. Bevorzugt weisen die beiden Schraubenfedern daher an zumindest jeweils einem ihrer beiden Enden, vorzugsweise jedoch an jedem ihrer beiden Enden, je ¬ weils wenigstens zwei aneinander anliegende Endwindungen auf, die auch dann aneinander anliegen, wenn die Schraubenfedern nicht zusammengedrückt sind. Durch die beiden Endwindungen wird ein Aufweiten der Feder in diesem Bereich verhindert so dass während des Betriebs das Ende der Schraubenfeder zwischen der Schraubenfeder und dem Stößel nicht eingeklemmt werden kann . Ein Grund für das Verklemmen der Schraubenfeder kann sein, dass das Ende der Schraubenfeder durch das Drehen des Stößels entgegen dem Wicklungssinn der Schraubenfeder im Lauf der Zeit abgeschliffen wird, wodurch die Elastizität des die Schrauben- feder bildenden Materials an dieser Stelle verringert wird. Ist das Material am Ende der Schraubenfeder hinreichend weit abgeschliffen, kann auch die geringe Reibungskraft zwischen dem Stößel und dem Schraubenfederende das Schraubenfederende leicht zwischen der letzten Windung der Schraubenfeder und dem Stößel einklemmen. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn die Enden der Schraubenfeder nicht abgeschliffen sind und der Wicklungssinn der Schraubenfeder dem Drehsinn des Stößels ent ¬ spricht. Zusätzlich können die Federn an ihren Enden auch ver ¬ dickt, beispielsweise mit gestauchtem Draht größeren Durchmes- sers, ausgebildet sein.

Um beispielsweise die im Linkssinn gewickelte Schraubenfeder von der im Rechtssinn gewickelten Schraubenfeder schnell un ¬ terscheiden zu können, damit beim Zusammenbau die richtige Schraubenfeder um den richtigen Stößel herum angeordnet wird, weist entweder die im Linkssinn gewickelte Schraubenfeder, o- der die im Rechtssinn gewickelte Schraubenfeder an zumindest einem ihrer beiden Enden drei aneinander anliegende Endwindun ¬ gen auf, während die jeweils andere Schraubenfeder an ihren Enden eine andere Anzahl aneinander anliegende Endwindungen aufweist .

Die Schraubenfedern können aus einem metallischen Material be ¬ stehen. In einer alternativen Ausführungsform sind die beiden Schraubenfedern als glasfaserverstärkte KunstStofffedern aus ¬ gebildet. Solche Federn sind besonders elastisch und gegenüber Metallfedern besonders langlebig. Die Stellvorrichtung kann beispielsweise einen einzigen Aktor aufweisen, der in Wirkverbindung mit einem vorderen Ende bei ¬ der Stößel steht. Sie kann alternativ auch einen ersten und einen zweiten Aktor aufweisen, wobei der erste Aktor in Wirk- Verbindung mit einem vorderen Ende des ersten Stößels und der zweite Aktor in Wirkverbindung mit einem vorderen Ende des zweiten Stößels steht. Eine Stellvorrichtung mit zwei Aktoren für zwei Stößel kann den einen Stößel getrennt vom anderen Stößel ansteuern und erlaubt auf diese Weise eine separate Einzelsteuerung jedes einzelnen Stößels.

Die Aktoren sind vorteilhafterweise stabförmig ausgebildet, besonders vorteilhafterweise zylinderförmig, und sie sind ent ¬ lang ihrer jeweiligen Längsachsenrichtungen beweglich geführt.

Die Aktoren können zwar mechanisch betätigbar sein, sie sind jedoch vorteilhafterweise magnetisch oder elektromagnetisch betätigbar und vorzugsweise von jeweils separaten Aktorspulen umgeben. Dadurch können die Aktoren mittels einfacher elektri- scher Steuerpulse, die beispielsweise über ein Computerpro ¬ gramm berechnet werden, gezielt so betätigt werden, dass auf die Stößel eine optimierte Druckfolge ausgeübt wird, welche dafür sorgt, dass die Verbrennungskraftmaschine im jeweils op ¬ timierten Betriebsbereich arbeitet.

Die Stößel sind stabförmig, vorzugsweise zylinderförmig ausge ¬ bildet. Sie weisen jeweils eine Längsachse, ein vorderes Ende mit einem verdickt ausgebildeten Stößelkopf und ein hinteres Ende auf. Die Rückholfedern, die die Stößel in ihre Ausgangs- position zurückbefördern, sind vorteilhafterweise als Druckfe ¬ dern ausgebildet, wobei sich jede Rückholfeder an und/oder in der Führungshülse, an und/oder in der sie angeordnet ist und an dem Stößelkopf des Stößels, den sie umgibt, abstützt. Die beschriebene Stellvorrichtung weist vorteilhafterweise ei ¬ ne Nockenwelle mit Nuten auf, welche um die Drehachse der No ¬ ckenwelle verlaufend angeordnet sind. Die hinteren Enden der Stößel sind dabei so ausgebildet und relativ zu der Nockenwel ¬ le so angeordnet, dass zumindest ein hinteres Ende eines der beiden Stößel in eine Nut der Nockenwelle eingreifen kann oder eingreift, wenn, beispielsweise dadurch, dass eine Kraft auf den Stößelkopf in Längsrichtung des einen Stößels wirkt, die um den einen Stößel angeordnete Rückholfeder zusammengedrückt und der eine Stößel relativ zu der Führungshülse, in der er geführt wird, in Richtung auf die Nockenwelle bewegt wird.

Bevorzugt ist die Nockenwelle eine Schiebenockenwelle und die eine Nut ist zumindest abschnittsweise schräg zur Drehachse der Nockenwelle auf der Oberfläche der Nockenwelle um die No ¬ ckenwelle herumverlaufend ausgebildet. Schräg soll in diesem Zusammenhang bedeuten, dass die tangentiale Verlaufsrichtung der Nut zumindest abschnittsweise nicht senkrecht zur Drehach ¬ se der Nockenwelle gerichtet ist. Eine Schiebenockenwelle, bei der die Nockenwelle entlang ihrer Drehachse in einem bestimm ¬ ten Bereich hin und her verschiebbar ist, hat den Vorteil, dass durch eine entsprechende Ausbildung und Ausgestaltung der Nutenform auf der Nockenwelle die Ventilerhebungen zeitlich relativ zueinander genau und exakt reproduzierbar eingestellt werden können und so ein optimaler Verbrennungsmotorfunktions ¬ bereich gewählt werden kann.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die No ¬ ckenwelle eine gemeinsame Nut für beide Stößel auf, die auf der Nockenwelle so angeordnet ist, dass abwechselnd entweder der erste Stößel oder der zweite Stößel in diese eine Nut ein ¬ greifen kann. Dadurch muß für mehrere Stößel nur eine Nut auf der Nockenwelle ausgebildet werden, was die Herstellung der Nockenwelle vereinfachen kann. Natürlich ist es auch möglich, dass jeder der beiden Stößel in eine eigene Nut, beispielswei ¬ se jeweils eine schräg zur Drehachse der Nockenwelle auf der Oberfläche der Nockenwelle um die Nockenwelle herumverlaufen ¬ den ausgebildeten Nut eingreifen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Stellvorrichtung sind die Längsachsen der Führungshülsen und/oder der Stößel senkrecht zur und in Richtung auf die Drehachse der gemeinsa ¬ men Nockenwelle gerichtet. Die Längsachsen der Führungshülsen und/oder Stößel können natürlich auch parallel zueinander ver ¬ laufend angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung wird nachfolgend anhand eines konkreten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die in der nachfolgenden Beschreibung verwendeten Bezeichnungen wie „oben", „unten", „links", „rechts" und ähnliches beziehen sich auf das Ausführungsbeispiel und sollen in keiner Weise ein- schränkend sein, auch dann nicht, wenn sie sich auf eine be ¬ vorzugte Ausführungsform beziehen. Der Ausdruck „senkrecht" soll in dieser Schrift Winkelbereiche zwischen 88 Grad und 92 Grad umfassen. Der Ausdruck „parallel" soll in dieser Schrift Winkelabweichungen von bis zu 2 Grad von der Parallelen umfas- sen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Beispiel der Stellvorrichtung mit zwei Stellein ¬ heiten in einer Schnittdarstellung. Eine im Linkssinn gewickelte Schraubenfeder soll im Folgenden in der Richtung, in der sie sich vom Betrachter entfernt gese ¬ hen, eine im entgegengesetzten Uhrzeigersinn sich windende Schraubenfeder sein. Eine im Rechtssinn gewickelte Schrauben- feder soll im Folgenden eine in der Richtung gesehen, in der sie sich vom Betrachter entfernt, im Uhrzeigersinn sich win ¬ dende Schraubenfeder sein. Figur 1 zeigt eine Stellvorrichtung 1 mit einem ersten Stößel 2 und einem zweiten Stößel 4. Der erste Stößel 2 ist in einer ersten Führungshülse 6 längsverschieblich angeordnet. Der zweite Stößel 4 ist in einer zweiten Führungshülse 8 längsver ¬ schieblich angeordnet. Die beiden Führungshülsen 6, 8 sind in einem Führungsgehäuse 10 fest beabstandet voneinander angeord ¬ net. Der erste Stößel 2 weist einen ersten Stößelkopf 12 sowie ein dem ersten Stößelkopf 12 gegenüberliegendes hinteres Ende 14 auf. Ebenso weist der zweite Stößel 4 einen zweiten Stößel ¬ kopf 16 sowie ein dem zweiten Stößelkopf 16 gegenüberliegendes hinteres Ende 18 auf. Zwischen dem ersten Stößelkopf 2 und ei ¬ ner in dem Führungsgehäuse 10 ausgebildeten ersten Führungs- hülsenabstüt zung 20 stützt sich eine erste Rückholfeder 22 ab. Zwischen dem zweiten Stößelkopf 16 und einer in dem Führungs ¬ gehäuse 10 ausgebildeten zweiten Führungshülsenabstüt zung 24 stützt sich eine zweite Rückholfeder 26 ab. Die erste Rückhol ¬ feder 22 ist um den ersten Stößel 2 herum angeordnet. Die zweite Rückholfeder 26 ist um den zweiten Stößel 4 herum ange ¬ ordnet. Ein erster Aktor 28 steht in Wirkverbindung mit dem ersten Stößelkopf 12. Ein zweiter Aktor 30 steht in Wirkver- bindung mit dem zweiten Stößelkopf 16. Um den ersten Aktor 28 ist eine elektrisch betätigbare erste Aktorspule 32 angeord ¬ net. Um den zweiten Aktor 30 ist eine zweite Aktorspule 34, die ebenfalls elektrisch betätigbar ist, angeordnet. Wenn nun durch die erste Aktorspule 32 ein Strom fließt, wird der erste Aktor 28 nach unten auf den Stößelkopf 12 gedrückt und der Stößelkopf 12 wird in der ersten Führungshülse 6 ge ¬ führt axial nach unten bewegt, bis das hintere Ende 14 des ersten Stößels 2 in eine Nut einer Nockenwelle (nicht darge ¬ stellt) eingreift. Die Nockenwelle (nicht dargestellt) dreht sich dabei um eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des ersten Stößels 2 verlaufende Achse.

Wenn nun der Stößel 2 beispielsweise einen Rand der Nut der Nockenwelle, in der er geführt wird, berührt, wird auf Grund der zwischen dem Rand der Nut und dem hinteren Ende 14 des ersten Stößels wirkenden Reibungskraft dabei beispielsweise ein Drehmoment im entgegengesetzten Uhrzeigersinn, gesehen vom hinteren Ende 14 des Stößels 2 in Richtung auf den ersten Ak ¬ tor 28, auf den ersten Stößel 2 übertragen. Der erste Stößel 2 steht, zumindest über Reibungskräfte, mit der ersten Rückhol ¬ feder 22 in Wirkverbindung und die erste Rückholfeder 22 steht, zumindest ebenfalls über Reibungskräfte, zumindest an ihrem unteren Ende, an welchem sie sich an der Führungshülse 6 abstützt, mit der ersten Führungshülse 6 in Wirkverbindung. Dreht sich nun der erste Stößel 2 in der ersten Führungshülse 6 im entgegengesetzten Uhrzeigersinn, gesehen von seinem hin- teren Ende 14 aus, so dreht er sich in Richtung des Wicklungs ¬ sinnes der ersten Rückholfeder 22, also im Linkssinn, so dass über die zwischen dem Stößel 2 und der Rückholfeder 22 wirken ¬ den Reibungskräfte der Durchmesser der ersten Rückholfeder 22 sich differenziell verringert, so dass der erste Stößel 2 in und/oder an der ersten Führungshülse 6 nicht verkanten kann.

Da der Durchmesser der ersten Rückholfeder 22 sich differenti- ell verringert, kann das Ende der Rückholfeder 22 sich auch nicht zwischen dem ersten Stößel 2 und der letzten Windung der Rückholfeder 22 verklemmen. Auch wenn in diesem Fall das Ende der Rückholfeder durch den Stößel 2 allmählich abgeschliffen werden würde, und die Elastizität der Rückholfeder somit an dieser Stelle sich verringern würde, würde sich das Ende der Rückholfeder nicht zwischen dem ersten Stößel 2 und der letz ¬ ten Windung der Rückholfeder 22 verklemmen, da die Bewegungs ¬ richtung des Stößels 2 das Ende der Rückholfeder nicht entge ¬ gen dem Wicklungssinn der Rückholfeder 22 bewegen kann.

Wäre die erste Rückholfeder 22 keine im Drehsinn des ersten Stößels 2 gewickelte Schraubenfeder, sondern eine im entgegen ¬ gesetzten Drehsinn des ersten Stößels 2 gewickelte Schrauben ¬ feder, also eine im Rechtssinn gewickelte Schraubenfeder, so würde sich auf Grund der Reibungskraft zwischen der ersten Rückholfeder 22 und dem ersten Stößel 2 der Durchmesser der ersten Rückholfeder 22 differenziell vergrößern. Durch die re ¬ lative Drehbewegung zwischen der Rückholfeder 22 und dem Stö ¬ ßel 2 würde das Ende der Rückholfeder 22 an ihrer Auflageflä- che allmählich abgeschliffen und dadurch dünner. Dadurch ver ¬ ringert sich die Elastizität des Endes der Rückholfeder 22 und das Ende der Rückholfeder 22 kann durch die auf Grund des im zum Wicklungssinn der Schraubenfeder 22 entgegengesetzten Drehsinn des Stößels 2 vom Stößel 2 mitgenommen werden und sich zwischen dem Stößel 2 und der letzten Windung der Rück ¬ holfeder 22 verklemmen. Die erste Rückholfeder 22 könnte den ersten Stößel 2 dann nicht mehr in seine ursprüngliche Aus ¬ gangslage zurückbewegen, sobald der Aktor 28 nicht mehr auf den ersten Stößelkopf 12 drückt, was eine Fehlfunktion der Vorrichtung auslöst.

Die zweite Rückholfeder 26 ist eine im Rechtssinn gewickelte Schraubenfeder. Drückt nun der zweite Aktor 30 auf den zweiten Stößelkopf 16, so wird der zweite Stößel 4 in der zweiten Füh- rungshülse 8 nach unten bewegt, bis er in eine Nut oder in ei ¬ ne weitere Nut der Nockenwelle eingreift. Die Drehung der No ¬ ckenwelle um eine Achse senkrecht zur Bewegungsrichtung des zweiten Stößels 4 bewirkt, dass der zweite Stößel 4 ein Dreh- moment im Rechtssinn erfährt. Dadurch, dass die zweite Rück ¬ holfeder 26 ebenfalls eine Rückholfeder ist, welche eine gleichsinnig, also eine im Rechtssinn gewickelte Schraubenfe ¬ der ist, kann zuverlässig verhindert werden, dass der zweite Stößel 4 in der zweiten Führungshülse 8 verklemmt oder verkan ¬ tet .

Bezugszeichenliste

1 Stellvorrichtung

2 Erster Stößel

4 Zweiter Stößel

6 Erste Führungshülse

8 Zweite Führungshülse

10 Führungsgehäuse

12 Erster Stößelkopf; vorderes Ende des ersten Stößels

14 Hinteres Ende des ersten Stößels

16 Zweiter Stößelkopf; vorderes Ende des zweiten Stößels

18 Hinteres Ende des zweiten Stößels

20 Erste Führungshülsenabstüt zung

22 Erste Rückholfeder

24 Zweite Führungshülsenabstüt zung

26 Zweite Rückholfeder

28 Erster Aktor

30 Zweiter Aktor

32 Erste Aktorspule

34 Zweite Aktorspule