DD144289A1

DD144289A1 - Regelbare hydraulische ventilsteuerung fuer hubkolbenkraft-oder arbeitsmaschinen

Info

Publication number: DD144289A1
Application number: DD79213496A
Authority: DD
Inventors: Hansjuergen Zuerner; Wolfgang Fuhrmann
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1978-06-09
Filing date: 1979-06-08
Publication date: 1980-10-08
Also published as: US4231543A; SE7905018L; GB2027486A; FR2428144A1; HU180498B; FR2428144B1; IT1120790B; DE2825316A1; IT7923337A0; IN151054B; JPS551492A; SE433100B; GB2027486B; SU950198A3

Abstract

Mit dem Ziel, Änderungen in den Steuerzeiten zu realisieren, soll eine Ventilsteuerung geschaffen werden, durch die Öffnungsbeginn, Schließzeitpunkt und Ventilhub unabhängig veränderbar sind. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Antriebszylinderinnenraum in dauernder Verbindung mit einem einen wesentlichen Teil der vom Hub des Nockens erzeugten Energie aufnehmender Speicher steht. Dieser hat eine Drosselstelle an seiner höchsten Stelle. Durch eine zweckmäßige Ausbildung und Anordnung von Antriebsmitteln, Steuerbüchsen und Steuerkanten werden ein stufenloses Verändern des Ventilöffnungszeitpunktes, des Ventilschließzeitpunktes und eine Veränderung des Ventilhubes ermöglicht. - Fig.1

Description

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Regelbare hydraulische Ventilsteuerung für Hubkolbenkraft- oder Arbeitsmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung bezieht sich auf eine regelbare hydraulische Ventilsteuerung für Hubkolbenkraft- oder Arbeitsmaschinen, die aus einem von einem Hocken betätigbaren, mit Steuerkanten versehenen, in einen Antriebszylinder hineinragenden Antriebskolben, einen das Ventil unmittelbar betätigenden, in einem Arbeitszylinder geführten Arbeitskolben, einer die beiden Zylinder miteinander verbindenden Steuerleitung, einem Vorratsbehälter für die Steuerflüssigkeit, einer den Vorratsbehälter mit dem Antriebszylinder verbindenden, mit einer Pumpe versehenen liachfülleitung und einer mit einem Überströmventil "ausgestatteten Rückflußleitung besteht« Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine derartige Ventilsteuerung ist bereits durch die DE-AS 1 264 857 bekannt· Sie bildet praktisch ein geschlossenes System und weits in der xJachfülleitung einen Druckspeicher und eine verschieden hohe Drücke erzeugende Pumpe auf_o Auf Grund dieser unterschiedlich einstellbaren Drücke ist zwar eine Änderung der Steuerzeiten für das Ventil in gewissen Grenzen möglich, es stellte sich jedoch heraus, daß die Anordnung die~hohen Anforderungen an Konstanz und Reproduzierbarkeit der Steuerzeiten, die heute insbesondere deshalb gestellt werden müssen, weil Änderungen in den Steuerzeiten erhebliche Auswirkungen auf die Abgasemission haben, nicht erfüllen können* Sie arbeitet einfach zu ungenau«

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Der Grund hierfür liegt hauptsächlich darin, daß mehrere Parameter gleichzeitig verändert werden, wenn in das elastische Verhalten der Ölsäule zwischen den beiden Zylindern eingegriffen wird. So v/erden beispielsweise der Öffnungsbeginnj der Schließzeitpunkt und der Hub des Ventils gleichzeitig beeinflußto

Ferner bleibt unberücksichtigt, daß die verwendete Steuerflüssigkeit, im allgemeinen Öl, seinen Luftgehalt während des Betriebes ändert» Änderungen im Luftgehalt sind jedoch gleichbedeutend mit äußerordentlich weitgehenden Änderungen im elastischen Verhalten der Ölsäule. Stünde luftfreies öl zur Verfügung, so wäre es evtl. denkbar, einen Kompromiß zu finden, durch den die Kombination der drei genannten Parameter zu einem annehmbaren Ergebnis führen würde.

Tatsächlich aber gibt es kein luftfreies- Öl_o Selbst im Vakuum entlüftetes Öl nimmt nach nur kurzzeitigem Stehen an der Luft und erst recht auf dem Weg durch Pumpen, Ventile, Rücklaufleitungen und Vorratsbehälter erhebliche Mengen an Luft teils in gelöster, teils in emulgierter Form auf. Praktisch werden sich also die drei genannten Parameter in kurzer Zeit in durchaus dem Zweck nicht entsprechender Weise verändern.

Schließlich ist noch zu erwähnen, daß mit dem Luftgehalt in" der Stetierf lüssigkeit auch die Temperatur abhängigkeit der elastischen Eigenschaften in starkem Maße und in sehr unübersichtlicher Weise :zunimmt. Mit der beschriebenen und auch mit anderen bekannten Steuerungen kann man daher bei Temperaturänderungen, die an einem Motor

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nun einmal unvermeidbar sind, ein Fiasko erleben«

Durch die US-PS 2 602 434 ist zwar schon eine regelbare hydraulische Ventilsteuerung bekannt geworden, bei der der Öffnungszeitpunkt oder der Schließzeitpunkt des Ventils durch eine am Antriebskolben vorgesehene Schrägfläche in Grenzen verschiebbar ist, indem der Kolben verdreht wird. Auch der Öffnungshub des Ventils ist durch eine gleiche 'Einrichtung am Arbeitskolben veränderbare Eine Entlüftung oder gar eine dauernde Entlüftung der Steuerflüssigkeit ist jedoch nicht in Betracht gezogen, so daß auch hier in Kürze Veränderungen der Parameter und damit unerwünschte Verhältnisse eintreten» Auch etwaige Temperaturänderungen wurden nicht berücksichtigt,

Bei beiden beschriebenen Steuerungen kommt schließlich noch hinzu, daß in der Leitung zwischen dem Antriebszylinder und dem Arbeitszylinder nahezu dauernd die gleiche Ölsäule oszilliert. Bei längerer Oszillation von Ölsäulen, insbesondere unter ständig wechselnden Drücken, kommt es ohne Ölerneuerung zu Zersetzungserscheinungen, die die elastischen Eigenschaften des Öls zusätzlich erheblich verändern«

Schließlich ist durch die DE-PS 476 440 noch eine Druckflüssigkeit ssteuerung für Ventile von Brennkraftmaschinen bekannt geworden, bei der für jeden Steuervorgang vom Antriebszylinder eine größere Menge Steuerflüssigkeit in 'Bewegung gesetzt wird, als man zum Öffnen des Ventils benötigt« Der Flüssigkeitsüberschuß wird durch am Arbeitskolben angeschlossene Abströmventile abgeleitet und soll etwaige Luftblasen mitreißen_e

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Dadurch wird eine gewisse Entlüftung, eine zu starke Erwärmung und auch eine Erneuerung der Steuerflüssigkeit erreicht, eine Regelung der Öffnungszeit, des Schließzeitpunktes und des Hubes des ,Ventils ist jedoch nicht einbezogen·

Die Erfindung setzt sich das Ziel, Änderungen in den Steuerseiten zu realisieren, die während der Betriebsdauer der Einrichtung konstant bleiben und nach'Motor— stillstand und Wiederanfahren reproduzierbar wiederkommen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der 'Erfindung ist es daher, eine regelbare hydraulische Ventilsteuerung der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß durch, sie alle genannten llachteile vermieden werden, d.h.©, daß der öffnungslieginn, der Schließzeitpunkt und der Hub des Ventils unabhängig voneinander veränderbar sind, und daß eine ausreichende Entlüftung, eine konstante Kühlung und auch eine laufende Erneuerung der Steuerflüssigkeit automatisch erfolgt, wodurch eine anhaltend genaue. Regelung möglich wirdβ

ITacli der Erfindung wird 'die Aufgabe dadurch gelöst, daß · der Antriebszylinder-Innenraum in dauernder Verbindung mit einem/einen wesentlichen Teil der durch den Hub des Hockens erzeugten Energie aufnehmenden Speicher steht, der an seiner höchsten Stelle eine Bohrung mit Drosselstelle aufweist, von der aus eine Abflußleitimg zum Vorratsbehälter führt, daß im Antriebs.zylinder in

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axialer Richtung nebeneinander zwei den Antriebskolben umhüllende, durch von außerhalb des Antriebszylinders betätigbare Antriebsmittel unabhängig voneinander verdrehbare Steuerbüchsen vorgesehen sind, von denen jede eine mit im Antriebskolben angebrachten Steuerkanten zusammenarbeitende Steuerringnut aufweist, daß durch die Steuerringnut der einen Steuerbüchse zum stufenlosen Verändern des'Ventilöffnungszeitpunktes der Antriebszylinder-Innenraum mit dem Arbeitszylinder-Innenraum und durch die Steuerringnut der anderen Steuerbüchse zum stufenlosen Verändern des Ventilschließzeitpunktes der Antriebszylinder-Innenraum über eine Drosselstelle mit dem Vorratsbehälter verbindbar ist, daß im Arbeitszylinder eine weitere, den mit einer Schrägfläche ausgestatteten Arbeit skolben umhüllende, durch von außerhalb des Arbeitszylinders betätigbare Antriebsmittel verdrehbare und mit einer Steuerringnut versehene Steuerbüchse zum Verändern des Ventilhubes angeordnet ist, durch die der Arbeitszylinder-Innenraum mit einer zum Vorratsbehälter führenden Ablaufleitung verbindbar ist, wobei die Stirnfläche und die Steuerringnut derart abgestimmt sind, daß bei jeder Ventilhubeinstellung eine geringe Menge Steuerflüssigkeit in den Vorratsbehälter abfließt, und daß in der Nachfülleitung ein Kühler angeordnet ist«

Es handelt sich also um eine sinnvolle Kombination von ineinanderspielender bzw, sich ergänzender, zum Teil bekannter Merkmale, Durch den mit dem Antriebszylinder-Innenraum verbundenen Speicher wird ein wesentlicher Teil der durch den Hub des Nockens erzeugten Energie aufgenommen, welche zum gewünschten Zeitpunkt abgerufen und dem Arbeitszylinder zugeführt werden kann· Ein kleiner Anteil

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der Steuerflüssigkeit wird dabei dauernd durch die Drosselstelle entspannt und in den Vorratsbehälter zurückgeführt. Dadurch trennen sich die Steuerflüssigkeit und die Luft wirksam voneinander· Die Luft tritt am Ende der Abflußleitung in Porin von Blasen aus, während die Steuerflüssigkeit in den Vorratsbehälter zurückfließt« Es erfolgt also eine kontinuierliche Entlüftung.

Durch die beiden den Antriebskolben umhüllenden Steuerbüchsen, die unabhängig voneinander durch außerhalb des Antriebszylinders vorgesehene Mittel verdrehbar sind, wird die Forderung realisiert, daß der Ventilöffnungszeitpunkt und der Ventilschließzeitpunkt in weiten Grenzen beliebig einstellbar und damit abstimmbar sind. Die Drosselstelle zum Vorratsbehälter"hin hat den Zweck, beim Schließen des Ventils den Rücklauf des aus dem Arbeitszylinder zurückströmenden Steuermittels so weit zu drosseln, daß zwischen dem Druckabfall durch das beginnende Abströmen und der Drucksteigerung durch den zu diesem Zeitpunkt immer noch nach oben gehenden Antriebskolben ein Gleichgewicht entsteht, welches einer unbeabsichtigten Verringerung des Ventilhubes bei dieser Art von Schließzeitpunktsteuerung entgegenwirkt.

Durch die- den Arbeitskolben, umhüllende Steuerbüchse kann auch das dritte Parameter$ nämlich der Ventilhub, unabhängig von den anderen Parametern verstellt werden, wobei die Steuerringnut und die schräge Stirnfläche so zueinander angeordnet sind, daß in jeder Stellung der Steuerbüchse vor dem Schließen des Ventils ein Teil der Steuerflüssigkeit direkt in den Vorratsbehälter abfließt, so daß die zwischen dein'Antriebszylinder und dem Arbeits-

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zylinder hin- und herpulsierende Steuerflüssigkeit langsam immer wieder erneuert wird. Eine Zersetzung derselben scheidet damit aus.

Der Kühler schließlich sorgt dafür, daß die Steuerflüssigkeit immer nahezu die gleiche Temperatur aufweist, bevor sie in den Antriebszylinder eintritt. Damit sind sämtliche Forderungen erfüllt·

Im einzelnen wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Speicher auf dem Antriebszylinder aufgesetzt, durch eine Bohrung mit dem Antriebszylinder-Innenraum verbunden und als hydraulischer Druckspeicher ausgebildet ist. Es kann allerdings ebenso auch ein federbelasteter Kolbenspeicher Anwendung finden.

Der leichteren Herstellung wegen wird vorgeschlagen, die im Antriebskolben angebrachten Steuerkanten als Querbohrungen auszubilden und durch eine gemeinsame Längsbohrung mit dem Antriebszylinder-Innenraum in Verbindung zu bringen.

Bezüglich der Antriebsmittel für die Steuerbüchsen im Antriebszylinder und im Arbeitszylinder wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß diese aus je einem in den Steuerbüchsen eingearbeiteten Schneckenrad und je einer durch den jeweiligen Zylinder hilldurchgeführten Schnecke bestehen.

Schließlich sieht die Erfindung vor, die schräge Stirnfläche des Arbeitskolbens mit kleinen keilförmigen Kerben su versehen, um die Dosierung der geringen Steuerflüssigkeitsmsngen, die zur laufenden Erneuerung abgeführt wer-

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den, leichter in die Hand zu bekommen. Es soll erfindungsgemäß· je nach.Länge der Steuerleitung zwischen 1/5 und 1/50 des Volumens der Steuerleitung pro Hub erneuert γ/er den.

Ausführungsbeispiel

V/eitere Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden 'Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles entnommen werden. Es zeigen:

Pig« 1: die komplette Ventilsteuerung nach der Erfindung rein schematisch, . .

Pig» 2: den oberen Teil des Arbeitskolbens in Vergrößerung,

ITach Pig. 1 betätigt ein Hocken 1 einen Antriebskolben 2, der mit einer Längsbohrung 3 versehen ist, in die zwei seitliche Querbohrungen 4; 5 einmünden» Der Antriebs-'kolben 2 gleitet öldicht eingeschliffen in zwei drehbaren Steuerbüchsen 6; 7, die- ihrerseits in einem Antriebszylinder 8 gelagert und gegeneinander sowie gegen .den Antriebszylinder 8 durch die Dichtungen 9; 10; 11 abgedichtet sind. Die Steuerbuchsen 6; 7 weisen an ihrem äußeren Umfang je ein eingearbeitetes Schneckenrad 12; 13 aufs in die im Antriebszylinder 8 gelagerte, von außen drehbare Schnecken 14; 15 eingreifen, welche dazu dienen, die Steuerbüchsen 6; 7 in jede beliebige Winkelstellung zu drehen« Die Steuerbüchsen 6; 7 sind mit Steuerringnuten 16; 17 versehen, die je eine obere Kante aufweisen, welche senkrecht zur Längsachse χ verlaufen« Die unteren Kanten dieser Steuerringnuten 16;

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verlaufen schräg zur Achse x. Stehen die Steuerbüchsen 16; 17 in der dargestellten Lage, so überschleifen die Querbohrungen 4; 5 des Antriebskolbens 2 sowohl die Steuerringnut 16 als auch die Steuerringnut 17 erst in einer ziemlich v/eit nach oben gefahrenen Stellung. Stehen die Steuerbüchsen 16; 17 hingegen um 180° verdreht, so erfolgt das Überschleifen schon in einer erheblich weiter unten befindlichen Stellung des Antriebskolbens 2.

Von den Steuerringnuten 16; 17 führen Verbindungsbohrungen 18; 19 zu Ringnuten 20; 21 im Antriebszylinder 8, welche ihrerseits mit Bohrungen 22; 23 in Verbindung stehen, durch die die Steuerflüssigkeit über strichpunktiert eingezeichnete Hydraulikleitungen zu anderen Bauteilen geleitet wird«

Die Bohrung 23 v/eist eine Drosselstelle 24 auf und ist mit einer in einen Vorratsbehälter 31 führenden Abflußleitung 51 verbunden· Der an der Stirnseite des Antriebskolbens 2 gelegene Antriebszylinder-Innenraum 25 steht durch eine Bohrung 26 mit einem Speicher 27 in Verbindung, der im Beispiel als Hydraulikspeicher dargestellt ist, ebensogut aber auch ein federbelasteter Kolbenspeicher sein kann. Vom Speicher 27 führt an der höchsten Stelle über eine Bohrung 28 mit einer Drosselstelle 29 eine Abflußleitung 30 ebenfalls in den Vorratsbehälter 31 zurück.

Zu dem Antriebszylinder 8 gehört ein Arbeitszylinder 37» v/elcher das Ventil 32 betätigt. Das Ventil 32 besitzt einen als Arbeitskolben 33 ausgebildeten Schaft. Der Arbeitskolben weist eine zur- Längsachse y schräge Stirn-

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fläche 34 auf, die mit einer, gleichfalls schrägen. Steuerringnut 35 in einer Steuerbüchse 36 zusammenarbeitet, welche im Arbeitszylinder 37 geführt und gegen" ihn durch Dichtungen 38; 39 abgedichtet ist« Die Steuerringnut steht über eine Bohrung 4-0 mit einer Ringnut 4-1 im Zylinder 37 in Verbindung und diese wiederum über eine Bohrung 42 mit einer Leitung 43, die in den Vorratsbehälter fuhrt·

Am äußeren Umfang der Steuerbüchse 36 ist ein Schneckenrad 44 eingearbeitet, so daß sie dank einer im Arbeitszylinder 37 gelagerten und von außen bedienbaren Schnecke 45 in jede beliebige Winkelstellung gedreht werden kann» Der an der Stirnfläche des Arbeitskolbens 33 gelegene Arbeitszylinder-Innenraum 46 steht über eine Bohrung mit einer Steuerleitung 48 in Verbindung, die durch eine Steuerleitung 50 zur Bohrung 22 des Antriebszylinders führt« Die Rückstellung des Ventils erfolgt über eine 49*

Schließlich verläuft vom Vorratsbehälter 31 aus.über eine Pumpe 52, einen Kühler 55 und ein Rückschlagventil 57 eine Hachfülleitung 56 in die Steuerleitung 50 und vor dem Rückschlagventil 57 eine ebenfalls mit einem Rückschlagventil 59 versehene Abzweigleitung 58; 60 zum Speicher 27 ο Die Hachfülleitung 56 steht ferner mit einem Ausgleichsspeicher 54 und einem Überströmventil 53 in Verbindung· ·

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'Arbeitsweise:

Drückt der Hocken 1 den Antriebskolben 2 nach oben, so besteht zunächst keine Verbindung zwischen der Querbohrung 4 und der Steuerringnut 16 und ebensowenig zwischen der Querbohrung 5 und der Steuerringnut 17· Die im Antriebszylinder 8 befindliche Steuerflüssigkeit., vorzugsweise Öl, wird somit in den Speicher 27 geleitet und dort komprimiert· Ein geringer Teil dieses Öles wird in der Drosselstelle 29 entspannt und durch die Abflußleitung 30 in den Vorratsbehälter 31 zurückgeführte Bei der Entspannung in der Drosselstelle 29 trennen sich Öl und Luft sehr v/irksam voneinander. Die Luft tritt aus der Abflußleitung 30 in Form von Blasen aus, während das luftarme öl in den Vorratsbehälter 31 zur \veiteren Verwendung gelangt. Diese kontinuierliche Entlüftung des Öles trägt wesentlich zur Konstanz der Bedingungen für das elastische Verhalten der Ölsäulen bei· .

Wird ein früher Öffnungsbeginn des Ventlies 32 verlangt, so wird die Steuerbüchse β um etwa 180 gegenüber der dargestellten Lage gedreht. Die Querbohrung 4 und die Steuerringnut 16 überschneiden einander dann relativ bald. Das Ventil 32, dessen Arbeitszylinder-Innenraum 46 über die Steuerleitungen 48; 50 mit der Steuerringnut 16 verbunden ist, öffnet und wird vom Resthub des Antriebskolbens 2 immer weiter aufgedrückt. .

Wird später Öffnungsbeginn des Ventils 32 verlangt, so befindet sich die Steuerbüchse 6 etwa in der gezeichneten Stellung. Die öffnung des Ventiles 32 erfolgt spät, da der Hocken 1 in seiner Umdrehung weit fortgeschritten

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sein muß, bevor die Querbohrung 4 und die Steuerringnut 16 einander überschleifen« Andererseits steht· aber für die Eröffnung des Ventiles 32 nach wie vor die volle Energie zur Verfügung, denn das vom Antriebskolben 2 verdrängte Öl ist ja unterdessen nicht abgeflossen wie in bekannten Ausführungen, sondern es wurde im Speicher 27 komprimiert und damit bereitgehalten· Im Augenblick, in dem sich die Querbohrung 4 und die Steuerringnut 16 überschneiden_s strömt das öl auch aus dem Speicher 27 durch die Bohrung 26, die Längsbohrung 3, die Querbohrimg 4» die Verbindungsbohrung 18 und die Bohrung 22 in die Steuerleitung 50 und sorgt dafür, daß das Ventil 32 bis zu seinem vollen Hub geöffnet wird*

Me Verlegung des Öffnungspunktes ist also nicht mehr gekoppelt mit irgendeiner Veränderung des Ventilhubes, vielmehr wird dieser in erwünschter V/eise konstant gehalten.

Wird eine Verringerung des Ventilhubes gewünscht_s -so ist es nur notwendig, die Steuerbüchse 36 zu drehen» Sobald die unterste Stelle der schrägen Stirnfläche 34 des Arbeitskolbens 33 mit der einstellbaren Oberkante der Steuerringnut 35 zusammenkommt, strömt öl durch die Bohrung 40 und die Ringnut 41 in die Ablaufleitung 43 und damit in den drucklosen Vorratsbehälter 31 · Eine weitere Hubvergrößerung des Ventils 32 ist damit unterbunden*

Die Anlage wird so dimensioniert, daß in ,jedem Falle zu-Ende des Ventilhubes eine kleine Ülmenge am Arbeitskolben 37 bzw« an der schrägen Stirnfläche 34 vorbei durch die Bohrung 4O₉ die Ringnut 41 und die Bohrung 42

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über die Ab laufleitung 43 in den Vorratsbehälter 31 gelangt· Hierdurch wird vermieden, daß in der Steuerleitung 48; 50 ständig die gleiche ölsäule oszilliert.

Soll hingegen der SchließZeitpunkt des Ventils 32 beeinflußt werden, so wird die Steuerbüchse 7 gedreht. Hierdurch erfolgt eine Entlastung des Arbeitszylinder-Innenraumes 46 früher oder später, je nach dem Zeitpunkt der Überschneidung der Querbohrung 5 mit der Steuerringnut. Dabei ist es denkbar, daß bei sehr frühem Schließen des Ventiles 32 dessen voller Hub noch nicht erreicht ist, wenn bereits der Schließvorgang eingeleitet v/erden soll» Hier wirkt die Drosselstelle 24 ausgleichend. Durch das Zusammenspiel, des Antriebskolbens 2, der weiter Öl aus dem Antriebszylinder-Innenraum 25 verdrängt, mit dem Ausströmvorgang durch die Drosselstelle 24 werden trotz Vorverlegung der Schließseiten- dennoch annähernd volle Ventilhübe erzielt.

Die Haßnahmen zur Entlüftung des Öles werden noch durch folgendes ergänzt: Die Pumpe 52 sorgt dafür, daß der Öldruck im Gesamtsystem so hoch gehalten wird, daß auch an den Stellen mit Wirbelablösung niemals ein Unterdruck •entstehen kann, auch nicht an örtlich eng begrenzten Stellen. Solche Stellen des Unterdruckes an Steuerkanten usw. führen dazu, daß durch zwar öl - nicht aber vakuumdichte Verbindungsteile Luft in das System eingesaugt und mit dem öl innig vermischt wird. Das Überströmventil 53 dient daher als wichtiger Druckkonstanthalter.

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Das Öl mit Vordruck gelangt sodann durch den Kühler 55» welcher konstante Öltemperatur bewirkte Der Speicher 54 sorgt für den Abbau von Pumpenschwingungen«. Das Rückschlagventil 57 vermeidet'in. bekannter V/eise eine^Rückströmung zur. Pumpe 52 ο

Zur Absicherung gegen den unwahrscheinlichen Fall, daß im Speicher 27 beim Rückhub des Antriebskolbens 2 Unterdruck entstehen und dadurch Luft eingesaugt werden könnte, ist die Abzweigleitung 58 vorgesehen, durch die der Speicher 27 vermittels des Rückschlagventils 59 und der Ab~ Zweigleitung βθ ständig unter einem Mindestdruck gehalten wird, der vom Vordruck.der Pumpe 52 entspricht»

Gemäß Pig« 2 weist die schräge Stirnfläche 34 des Arbeitskolbens 33 kleine keilförmige Kerben auf, durch die eine bessere Dosierung der kleinen Ölmengen erreicht wird, die bei jedem Ventilhub abfließen sollen«

Schließlich soll anhand eines Rechenbeispiels nachgewiesen werden, daß der beschriebene Speicher 27 überhaupt realisierbar ist: Es ist anzunehmen, daß die Betätigungskraft für das Ventil 32, die die Kraft der Feder 49, die Massenkraft und die Gaskraft auf den Ventilteller über?/inden muß, maximal 3000 N beträgt. Hierzu soll ein Druck in

der Steuerleitung 48 von 1200 U/cm"" ausreichen. Somit

erhält der Arbeitskolben 33 eine Fläche von 2,5 cm (18 mm 0] Der Ventilhub betrage 14 min, dann werden 2,52 cm /Hub an Drucköl benötigt« Hinzu kommt, für die unvermeidliche.Kompressibilität des Öles in der Steuerleitimg 50; 48 im Arbeitszylinder-Innenraum 46 und in der Bohrung 47 noch- ein Be-

. 3 trag von weniger als 0_?5 cm je Hub, so daß mit einem

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bereitgestellten Gesamtvolumen von 3 cm /Hub jedenfalls die Punktion gewährleistet ist.

Im Extremfalle sind diese 3 cm im Speicher 27 unterzubringen«, Hierzu darf der Druck im Speicher auf 3000 N/cm steigen,. Es stehen also für die Speicherung 3000-1200=1800 N/

ρ cm Druckdifferenz zur Verfügung. Legt man der Kompressibili-

2 tat des Öles die Literaturwerte um 0,7 % /1000 IT/cm zugrunde, die für luftfreies Öl gelten, in praxis jedoch immer überschriir· ten werden und somit auf der sicheren Seite liegen, dann ergibt sich als erforderliches Speichervolumen ein Wert von 238 cm , also ein Zylinder von beispielsweise 55 nun 0 und 100 mm Länge.

Bei Großmotoren kann der Speicher 27 mit Gasblase oder federbelastetem Kolben ausgestattet sein, um das Volumen in Grenzen zu halten. Bei einem Fahrzeugdieselmotor, wie er &en obigen Werten zugrunde gelegt wurde, ist dieser Aufwand jedoch nicht erforderlich, man kommt hier in jedem Falle mit einem einfachen Ölspeicher handlicher Dimensionen aus«

Claims

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Erfindunssanspruch

1, Regelbare hydraulische Ventilsteuerung für Hubkolbenkraft- oder Arbeitsmaschinen, die aus einem von einem Hocken betätigbaren, mit Steuerkanten versehenen, in einen Antriebszylinder hineinragenden Antriebskolben, einen das Ventil unmittelbar betätigenden, in einem Arbeitszylinder geführten Arbeitskolben, einer die beiden Zylinder miteinander verbindenden Steuerleitung, vom Vorratsbehälter für die Steuerflüssigkeit, einer den Vorratsbehälter mit dem Antriebszylinder verbindenden, mit einer Pumpe versehenen Iiachfülleitung und einer mit einem Überströmventil ausgestatteten Rückflußleitung besteht, gekennzeichnet dadurch, daß der Antriebszylinder-Innenraum (25) in dauernder Verbindung mit einem einen wesentlichen Teil der durch den Hub des Nockens (1 ) erzeugten Energie aufnehmenden Speicher (2?) steht, der an seiner höchsten Stelle eine Bohrung (28) mit Drosselstelle (29) aufweist, von der aus eine Abflußleitung (30) zum Vorratsbehälter (31) führt, daß im Antriebszylinder (8) in axialer Richtung nebeneinander zwei den Antriebskolben (2) umhüllende, durch von außerhalb des Antriebszylinders (8) betätigbare Antriebsmittel (12; 14; 13; 15) unabhängig voneinander verdrehbare Steuerbüchsen (6;7) vorgesehen sind, von denen jede eine mit im Antriebskolben (2) angebrachten Steuerkanten (4; 5) zusammenarbeitende Steuerringnut (16; 17) aufweist, daß durch Äie Steuerringnut (16) der einen Steuerbüchse (6) zum stufenlosen Verändern des Ventilöffnungsseitpunktes

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der Antriebszylinder-Innenraum (25) mit dem Arbeitszylinder-Innenraum (46) und durch die Steuerringnut (17) der anderen Steuerbüchse (7) zum stufenlosen Verändern des Ventilschließzeitpunktes der Antriebszylinder-Innenraum (25) ü ber eine Drosselstelle (24) mit dem Vorratsbehälter (31) verbindbar ist, daß im Arbeitszylinder (37) eine weitere, den mit einer schrägen Stirnfläche (34) ausgestatteten Arbeitskolben (33) umhüllende, durch von außerhalb des Arbeitszylinders (37) betätigbare Antriebsmittel (44; 45) verdrehbare und mit einer Steuerringnut (35) versehene Steuerbüchse (36) zum Verändern des Ventilhubes angeordnet ist, durch die der Arbeitszylinder-Innenraum (46) mit einer zum Vorratsbehälter (31) führenden Ablaufleitung (43) verbindbar ist, wobei die Stirnfläche (34) und die Steuerringnut (35) derart abgestimmt sind, daß bei jeder Ventilhubeinstellung eine geringe Menge Steuerflüssigkeit in den Vorratsbehälter (31) abfließt, und daß in der Nachfülleitung (56) ein Kühler (55) angeordnet ist·
2. Regelbare hydraulische Ventilsteuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Speicher (27) auf dem Antriebszylinder (8) aufgesetzt, durch eine Bohrung (26) mit dem Antriebszylinder-Innenraum (25) verbunden und als hydraulischer Druckspeicher ausgebildet ist,

3· Regelbare hydraulische Ventilsteuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Speicher (27) durch eine Bohrung (26) mit dem Antriebszylinder-Innenraum (25). verbunden und als federbelasteter Kolbenspeicher ausgebildet ist»

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4· Regelbare hydraulische Ventilsteuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die im Antriebskolben (2) angebrachten Steuerkanten (4; 5) als Querbohrungen ausgebildet sind und durch eine gemeinsame Längsbohrung (3) mit dem Antriebszylinder-Innenraum (25) in Verbindung steheηβ

5· Regelbare hydraulische Ventilsteuerung nach den Punkten 1 und 4» gekennzeichnet dadurch, daß die dem Antriebszylinder-Innenraum (25) zugewandten Kanten der in den Steuerbüchsen (6; 7) vorgesehenen Steuerringnuten (16; 17) senkrecht und die dem locken (1) zugewandten Kanten schräg zur Kolbenlängsachse (x) verlaufen«

6_e Regelbare hydraulische Ventilsteuerung nach Punkt 1,' gekennzeichnet dadurch, daß die Antriebsmittel für die Steuerbüchsen (6; 7) aus je einem in den Steuerbüchsen (6; 7) eingearbeiteten Schneckenrad (12; 13) und je einer durch den Antriebszylinder (8) hindurchgeführten Schnecke (14;15) bestehen«

7* Regelbare hydraulische Ventilsteuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Antriebsmittel für die Steuerbüchse (36) aus einem in der Steuerbüchse (36) eingearbeiteten Schneckenrad (44) und einer durch den Arbeitszylinder (37) hindurchgeführten Schnecke (45) besteht«

δ* Segelbare hydraulische Ventilsteuerung nach Punkt T, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuerringnut (35) in der Steuerbüchse (36) schräg zur Längsachse (y) ver-

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läuft und derart mit der schrägen Stirnfläche (34) des Arbeitskolbens (33) abgestimmt ist, daß bei Zusammentreffen der untersten Stelle der Stirnfläche (34) mit der Oberkante der Steuerringnut (35) der Durchfluß von Steuerflüssigkeit zum Vorratsbehälter (31) freigegeben wird·

9· Regelbare hydraulische Ventilsteuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die vorn Vorratsbehälter (31) zum Antriebszylinder (8) führende liachfülleitung (56) eine zum Speicher (27) führende Abzweigleitung (58; 60) aufweist, und daß in dieser Abzweigleitung (58; 60) ein in Richtung zum Vorratsbehälter (31) hin absperrendes Rückschlagventil (59) vorgesehen ist,
10. Regelbare hydraulische Ventilsteuerung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die schräge Stirnfläche (34) des Arbeitskolbens (33) kleine keilförmige Kerben (61) auf v/eist·

.Hierzu 1 Blatt Zeichnung