DE10105763B4 - Ventilbetätigungseinrichtung für ein Hubventil - Google Patents

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Ventilbetätigungseinrichtung (1) für ein Hubventil (2), für eine Brennkraftmaschine, mit einer ersten Ventilfeder (5), welche auf das Hubventil (2) in zumindest einer Stellung eine Schließkraft ausübt, mit einer zweiten Ventilfeder (6), welche auf das Hubventil (2) zumindest in einer Stellung eine Öffnungskraft ausübt, mit zumindest einer Halteeinrichtung, welche das Hubventil (2) in einer stabilen Schließstellung (A) und/oder einer stabilen Öffnungsstellung (B) hält, wobei in der Öffnungsstellung (B) die erste Ventilfeder (5) gespannt und die zweite Ventilfeder (6) entlastet, in der Schließstellung (A) die erste Ventilfeder (5) entlastet und die zweite Ventilfeder (6) gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung durch die erste und/oder zweite Ventilfeder (5, 6) gebildet ist, wobei die zweite Ventilfeder (6) in der Schließstellung (A) und/oder die erste Ventilfeder (5) in der Öffnungsstellung (B) eine stabile Haltekraft auf das Hubventil (2) ausübt:

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungseinrichtung für ein Hubventil, für eine Brennkraftmaschine, mit einer ersten Ventilfeder, welche auf das Hubventil in zumindest einer Stellung eine Schließkraft ausübt, mit einer zweiten Ventilfeder, welche auf das Hubventil zumindest in einer Stellung eine Öffnungskraft ausübt, mit zumindest einer Halteeinrichtung, welche das Hubventil in einer stabilen Schließstellung und/oder einer stabilen Öffnungsstellung hält, wobei in der Öffnungsstellung die erste Ventilfeder gespannt und die zweite Ventilfeder entlastet, in der Schließstellung die erste Ventilfeder entlastet und die zweite Ventilfeder gespannt ist.
  • Hubventile, insbesondere Gaswechselventile für Brennkraftmaschinen werden üblicherweise durch eine Ventilfeder in der Schließposition gehalten. Die Öffnung erfolgt durch eine Betätigungseinrichtung entgegen der Kraft der Schließfeder, wobei während der gesamten geöffneten Position des Hubventiles eine Kraft aufgebracht werden muss. Die Öffnungskraft wird beispielsweise durch eine mit der Kurbelwelle wirkverbundene Nockenwelle bereitgestellt. Diese Art der Ventilbetätigung hat sich an sich zwar bewährt, hat aber den Nachteil, dass relativ hohe Kräfte zur Betätigung der Ventile erforderlich sind, was den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine verschlechtert. Ein weiterer Nachteil ist, dass ein variabler Ventilhub nur mit vergleichsweise großem konstruktivem Aufwand erzielbar ist.
  • Frei ansteuerbare Ventilsteuereinrichtungen haben meist einen großen Energiebedarf oder aber prinzipbedingte Nachteile. Den geringsten Energiebedarf haben Systeme nach dem Prinzip des Feder-Masse-Schwingers.
  • Aus der DE 30 24 109 A1 ist eine elektromagnetisch arbeitende Ventilbetätigungseinrichtung mit einem Federsystem mit zwei Ventilfedern bekannt. Die Gleichgewichtslagen für das Hubventil werden durch drei elektrische Stellmagneten definiert. Durch einen elektrischen Stellmagneten kann der Ort der Gleichgewichtslage des Federsystems verlegt werden. Insbesondere kann ein Ort der Gleichgewichtslage der Schließstellung des Hubventiles zugeordnet werden, so dass in der stromlosen Ruhestellung der Stellmagnete das Hubventil geschlossen ist.
  • Die US 5,673,658 A beschreibt eine mechanisch-hydraulisch arbeitende Steuerung für Gaswechselventile mit zwei gegeneinander wirkenden Druckfedern, die mit dem Gaswechselventil verbunden sind, von denen die eine das Ventil in Öffnungsrichtung und die andere in Schließrichtung betätigt. Das Ventil ist in den beiden Endstellungen über eine in das Ventil eingearbeitete oder an diesem befestigte Kurvenbahn von jeweils einem auf die Kurvenbahn wirkenden Hydraulikzylinder gefangen und festgehalten. Durch eine hydraulische Koppelung der Hydraulikzylinder wird erreicht, dass das Ventil insbesondere bei Fehlfunktionen stets in die Ausgangsstellung zurückkehrt. Nachteilig ist, dass zusätzlich zu den Ventilfedern noch durch die Hydraulikzylinder gebildete separate Fangeinrichtungen für das Gaswechselventil vorgesehen sind, welche dieses in jeder der beiden Einstellungen halten.
  • Aus dem Dokument US 5,245,957 A ist eine Ventilbetätigungseinrichtung für ein Hubventil bekannt, welches einen Federschnappmechanismus aufweist, über welchen das Hubventil durch Federkraft in der Öffnungsstellung oder der Schließstellung gehalten wird. Mittels eines mechanischen Aktuators wird die Hubbewegung ausgelöst, wobei das Hubventil bis zum Überwinden eines Federkraftmaximums bewegt werden muss. Auch die DE 197 18 038 C1 beschreibt eine ähnliche Ventilbetätigungseinrichtung, bei der das Hubventil durch eine Tellerfeder in die Öffnungsstellung oder der Schließstellung gehalten wird. Mittels eines elektromagnetischen Aktuators wird die Hubbewegung bis zur Überwindung des Federkraftmaximums der Tellerfeder eingeleitet, wobei das Hubventil mindestens um den halben Hubweg des Hubventiles bewegt werden muss. Nachteilig ist, dass der Aktuator relativ hohe Betätigungskräfte aufbringen muss.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Ventilbetätigungseinrichtung zu schaffen, bei der der Betätigungsaufwand möglichst gering gehalten werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Halteeinrichtung durch die erste und/oder zweite Ventilfeder gebildet ist, wobei die zweite Ventilfeder in der Schließstellung und/oder die erste Ventilfeder in der Öffnungsstellung eine stabile Haltekraft auf das Hubventil ausübt. Das Hubventil wird in jeder seiner beiden Endlagen der Ventilbewegung durch die Verspannung der ersten bzw. der zweiten mechanischen oder pneumatischen Ventilfeder – ohne weitere energieverzehrende Hilfskräfte – gehalten.
  • Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die erste und die zweite Ventilfeder als Schnappfedermechanismus ausgebildet sind. Die jeweilige Ventilfeder, die das Hubventil in einer seiner beiden Endpositionen hält, beschleunigt das Hubventil nach der Überwindung des entsprechenden Federkraftmaximums auf seinem Weg in die gegenüberliegende Endstellung. Die erste und/oder zweite Ventilfeder kann dabei beispielsweise als Tellerfeder ausgeführt sein.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die erste und/oder zweite Ventilfeder in zumindest einer transienten Hubposition des Hubventiles etwa normal auf die Achse des Hubventiles einwirkt und vorzugsweise beweglich mit dem Hubventil verbunden ist.
  • Eine weitere erfindungsgemäße Variante sieht vor, dass die erste und/oder zweite Ventilfeder normal auf die Achse des Hubventiles angeordnet ist und über einen Übertragungsteil auf das Hubventil einwirkt, wobei der Übertragungsteil durch die Ventilfeder an eine Kulissenführungsfläche des Schaftes des Hubventiles gedrückt ist. Die Kulissenführungsfläche weist dabei zumindest eine rampenartige Erhebung mit einer Senke auf, in welche der Übertragungsteil einrastbar ist, wobei die Senke eine stabile Endposition des Hubventiles – je nach dem die Schließstellung oder die Öffnungsstellung – definiert. Bei einer Hubbewegung des Hubventiles wird der als Gleitstift oder Rolle ausgebildete, durch die Ventilfeder gegen den Schaft des Hubventiles gedrückte Übertragungsteil über die Kulissenfläche geführt, bis er in der Senke einrastet und das Hubventil in dieser Lage festhält. Während der Bewegung über die Rampe der Erhebung wird die Ventilfeder vorgespannt und dabei die Bewegung des Hubventiles abgebremst. Wird das Hubventil aus seiner Ruhelage gebracht, so wird die Ventilfeder entspannt während der Übertragungsteil die Rampe passiert, was eine deutliche Beschleunigung der Bewegung des Hubventiles bewirkt.
  • Um das Hubventil aus seiner jeweiligen Ruhelage zu bringen, ist weiters eine Hilfskrafteinrichtung vorgesehen, mit welcher das Hubventil jeweils aus einer stabilen Endposition und vorzugsweise in die andere stabile Endposition gebracht werden kann. Die Hilfskrafteinrichtung kann dabei pneumatischer, hydraulischer, elektromechanischer, elektromagnetische oder mechanischer Art sein.
  • Die Hilfskrafteinrichtung dient dabei dazu, um bei Betätigung des Hubventiles das Federkraftmaximum zu überwinden und die andere Ventilfeder vorzuspannen. Die Veränderung der Vorspannung der Ventilfeder kann aber auch durch eine eigene pneumatische, hydraulische, elektromagnetische oder mechanische Vorspanneinrichtung erfolgen.
  • Die erste und die zweite Hubfeder müssen nicht unbedingt identisch ausgelegt sein. Vielmehr kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kraft- und Wegverhältnisse der ersten und der zweiten Ventilfeder unterschiedlich sind.
  • Wird das Hubventil durch die Hilfskraft aus seiner stabilen Schließposition in Richtung seiner Öffnungsposition bewegt, so leistet die sich entspannende zweite Ventilfeder eine Beschleunigungsarbeit und unterstützt die Ventilbewegung. Im Gegenzug wird die erste Ventilfeder gespannt und verzögert das Hubventil durch Aufnahme dieser Federspannarbeit. In der Öffnungsposition kann das Hubventil nun durch die sich in der stabilen Lage befindliche vorgespannte erste Feder gehalten werden. Der Schließvorgang des Hubventiles verläuft in analoger Weise. Zufolge Reibarbeitsverlusten und/oder ungleicher Kraft- und Wegverhältnissen der beiden Ventilfedern reicht mitunter die Beschleunigungsarbeit der einen Ventilfeder nicht aus, um die andere Ventilfeder bis zur anderen stabilen Endposition vorzuspannen. Um dies zu vermeiden ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Hilfskrafteinrichtung oder eine auf die beschleunigende oder verzögernde Ventilfeder wirkende Vorspann einrichtung vor oder während einer Hubbewegung des Hubventils solange aktiviert wird, bis die durch die Hilfskrafteinrichtung bzw. die Vorspanneinrichtung geleistete Arbeit und die Beschleunigungsarbeit der beschleunigenden Ventilfeder abzüglich Reibarbeitsverlusten mindestens der Verzögerungsarbeit der verzögernden Ventilfeder entspricht.
  • Besonders einfach lässt sich mit der erfindungsgemäßen Ventilbetätigungseinrichtung eine variable Hubverstellung realisieren. Um dies zu bewerkstelligen ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass zumindest die erste Ventilfeder über ein vorzugsweise parallel zur Achse des Hubventiles verschiebbares Loslager im Gehäuse gelagert ist. Durch Verschieben des Loslagers lässt sich auf einfache Weise die Öffnungsposition verstellen. Dabei kann die Verschiebung des Loslagers entweder individuell für jedes Hubventil oder für alle korrespondierenden Hubventile einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine gemeinsam auf einem oder mehreren Schlitten erfolgen. Die Betätigung erfolgt über eine mechanische, elektromechanische, elektromagnetische, hydraulische oder pneumatische Betätigungseinrichtung.
  • Die Erfindung wird in der Folge anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
  • 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Ventilbetätigungseinrichtung in einer ersten Ausführungsvariante,
  • 2 ein Diagramm, in welchem die Federkraft der Hubventile über dem Hubventilweg aufgetragen ist und
  • 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Ventilbetätigungseinrichtung in einer zweiten Ausführungsvariante.
  • In 1 ist schematisch die Ventilbetätigungseinrichtung 1 für ein Hubventil 2 dargestellt, welches im Ausführungsbeispiel ein Gaswechselventil für einen in einen Zylinderkopf 3 angeordneten Gaswechselkanal 4 einer Brennkraftmaschine ist. Auf das Hubventil 2 wirkt eine erste Ventilfeder 5 und eine zweite Ventilfeder 6 ein, wobei die beiden Ventilfedern 5, 6 einen Schnappfedermechanismus 7 ausbilden. Die erste und die zweite Ventilfeder 5, 6 wirken in zumindest einer transienten Hubposition des Hubventiles 2 etwa normal auf die Achse 2a des Hubventiles 2 auf dessen Schaft 2b ein, wobei die entsprechende Ventilfeder 5, 6 ein Federkraftmaximum ausbildet.
  • In 1 ist die Ventilbetätigungseinrichtung 1 mit voll ausgezogenen Linien in ihrer Schließposition A und mit strichlierten Linien in ihrer Öffnungsposition B dargestellt.
  • In der Schließstellung A des Hubventiles 2 ist die zweite Ventilfeder 6 gespannt und die erste Ventilfeder 5 entlastet. Wird das Hubventil 2 durch eine externe Hilfskraft F einer Hilfskrafteinrichtung 8 aus der stabilen Schließposition A in Richtung der Öffnungsposition B bewegt, so leistet die sich entspannende zweite Ventilfeder 6 eine Beschleunigungsarbeit und unterstützt die Ventilbewegung. Im Gegenzug wird die erste Ventilfeder 5 gespannt und verzögert das Hubventil 2 durch Aufnahme dieser Federspannarbeit. Die stabilen Lagen der Ventilfedern 5, 6 in der Schließstellung A bzw. der Öffnungsstellung B sind mit 5A, 5B, 6A und 6B bezeichnet.
  • In der Öffnungsposition B kann das Hubventil 2 nun durch die sich in der stabilen Lage 5B befindliche, gespannte erste Ventilfeder 5 gehalten werden. Gegebenenfalls kann ein Anschlag 10 zur Definition des maximalen Ventilhubes h vorgesehen sein. Das Hubventil 2 kann ohne Einwirkung einer externen Hilfskraft F einer mechanischen, pneumatischen, hydraulischen, elektromechanischen oder elektromagnetischen Hilfskrafteinrichtung 16 in jeder der beiden stabilen Lagen, nämlich der Schließposition A und der Öffnungsposition B gehalten werden.
  • Der Schließvorgang des Hubventiles 2 wird durch Einwirkung der Hilfskraft F in Schließrichtung eingeleitet. Wird das Hubventil durch die Hilfskraft F aus der stabilen Öffnungsposition B in Richtung der Schließposition A bewegt, so leistet die sich entspannende erste Ventilfeder 5 eine Beschleunigungsarbeit und unterstützt die Ventilbewegung. Gleichzeitig wird die zweite Ventilfeder 6 gespannt und verzögert das Hubventil 2 durch Aufnahme dieser Federspannarbeit. In der Schließposition A kann das Hubventil 2 nun alleine durch die sich in der stabilen Lage 6A befindende gespannte zweite Ventilfeder 6 gehalten werden.
  • Die erste Ventilfeder 5 ist über ein Loslager 8 im Gehäuse 9, beispielsweise dem Zylinderkopf 3, gelagert. Das Loslager 8 kann parallel zur Achse 2a um einen Weg Δh verschoben werden, wodurch die Öffnungsposition B des Hubventiles 2 um den gleichen Hubweg variiert werden kann. In 1 ist die Öffnungsposition des Hubventiles mit minimalen Ventilhub h mit Bmin bezeichnet. Auf diese Weise ist sehr einfach eine variable Hubverstellung realisierbar. Die Betätigung der Loslagerverschiebung kann individuell oder für alle korrespondierenden Hubventile 2 einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine auf mehreren gemeinsamen Schlitten erfolgen, wobei die Verschiebung der Loslager 8 durch einen mechanischen, elektromechanischen, elektromagnetischen, hydraulischen oder pneumatischen Aktuator kontinuierlich oder in diskreten Schritten durchgeführt werden kann.
  • Die Federkraft- und Federarbeitsverhältnisse der Ventilbetätigungseinrichtung 1 während einer Öffnungsbewegung sind in 2 dargestellt. In dem Diagramm ist die Federkraft S über dem Ventilhub h aufgetragen. Die Kurve S6 stellt dabei die Federkraft der zweiten Ventilfeder 6, die Kurve S5 die Federkraft der ersten Ventilfeder 5 dar. Mit S6v ist die Vorspannkraft der zweiten Ventilfeder 6 und mit SSv die Vorspannkraft der ersten Ventilfeder 5 bezeichnet. Das Bezugszeichen S6m bezeichnet die maximale Schließfederkraft der zweiten Ventilfeder 6. Analog dazu ist S5m die maximale Öffnungskraft der ersten Ventilfeder 5.
  • Der Öffnungshaltebereich der ersten Ventilfeder 5 ist mit h5B und der Schließhaltebereich der zweiten Ventilfeder 6 mit h6A bezeichnet.
  • Da die Vorgänge um die Ventilhubbewegung reibungsbehaftet sind, ist es notwendig durch konstruktive Maßnahmen die jeweils auf das Hubventil beschleunigend bzw. verzögernd einwirkende Ventilfeder mittels der Hilfskrafteinrichtung 16 und/oder einer separaten Vorspanneinrichtung 17 durch die Hilfskraft F bzw. die Vorspannkraft Fv, Fv' soweit vorzuspannen, dass die vom Hubventil 2 zu leistende Federspannarbeit, welche der Verzögerungsarbeit W5v der ersten Ventilfeder 5 entspricht, kleiner als die von der zweiten Ventilfeder 6 geleistete Beschleunigungsarbeit W6a minus der Reibarbeitsverluste ist. Die entsprechende Vorspannung mittels der Hilfskraft F bzw. der Vorspannkraft Fv ist mit hF bezeichnet.
  • Für die Vorspannung mittels einer Vorspanneinrichtung 17 gibt es dabei prinzipiell zwei Möglichkeiten, welche beide in den 1 und 3 angedeutet sind. Die Vorspannkraft Fv kann während eines Hubvorganges entlastend auf das Hubventil 2 durch Vorspannen der verzögernd wirkenden Ventilfeder 5, 6 einwirken, wie durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist. Im Extremfall wird der Anlenkpunkt der Ventilfeder 5, 6 am Hubventil 2 abgehoben. Oder die Vorspannkraft Fv' wirkt während eines Hubvorganges belastend auf das Hubventil 2 durch Vorspannen der beschleunigend wirkenden Ventilfeder 6, 5 ein, wie durch die strichlierten Linien angedeutet ist. In 2 ist dieser Fall durch die strichlierte Kurve S6' berücksichtigt. Durch die zusätzliche Beschleunigungskraft kann das Federkraftmaximum der verzögernden Ventilfeder 6, 5 überwunden werden.
  • 3 zeigt eine zweite Ausführungsvariante einer Ventilbetätigungseinrichtung 1 für ein Hubventil 2, wobei erste und zweite Ventilfeder 5, 6 normal auf die Achse 2a des Hubventiles 2 angeordnet sind und über einen Übertragungsteil 11 auf eine Kulissenführungsfläche 12 des Schaftes 2b des Hubventiles 2 einwirken. Jede Kulissenführungsfläche 12 weist eine Erhebung 13 mit einer Senke 14 auf, in welche der Übertragungsteil 11 einrasten kann. Jede Erhebung 13 samt Senke 14 definiert eine stabile Lage des Hubventiles 2. Die Übertragungsteile 11 können als Rollen oder Gleitstifte ausgebildet sein.
  • Während einer Hubbewegung des Hubventiles 2 überfährt der Übertragungsteil 11 die Kulissenführungsfläche 12 des Schaftes 2b und gelangt über die Rampe 15 zur Erhebung 13, wo der Übertragungsteil 11 in die Senke 14 einklingt und somit durch die Anpresskraft der Ventilfeder 5, 6 das Hubventil 2 in dieser Lage festhält. Durch die Hilfskraft F wird das Hubventil 2 wieder aus dieser stabilen Lage gebracht. Die Rampe 15 bewirkt zusammen mit der Federkraft der Ventilfeder 5, 6 zunächst eine Beschleunigung durch Entspannung der Ventilfeder 5, 6. Mittels der Rampe 15 der entgegengesetzten Kulissenführungsfläche 12 wird danach die Ventilbewegung durch Verspannen der anderen Ventilfeder 6, 5 ge bremst. Auch hier kann durch Verschieben des Loslagers 8 der ersten Ventilfeder 5 parallel zur Achse 2b des Hubventiles 2 eine einfache Variierung der Öffnungsposition B und somit des Ventilhubes h erzielt werden.
  • Mit der beschriebenen Ventilbetätigungseinrichtung 1 kann auf extern aufzubringende Haltekräfte verzichtet werden. Dadurch lässt sich der Energieaufwand zur Betätigung der Hubventile 2 wesentlich verringern.

Claims (19)

  1. Ventilbetätigungseinrichtung (1) für ein Hubventil (2), für eine Brennkraftmaschine, mit einer ersten Ventilfeder (5), welche auf das Hubventil (2) in zumindest einer Stellung eine Schließkraft ausübt, mit einer zweiten Ventilfeder (6), welche auf das Hubventil (2) zumindest in einer Stellung eine Öffnungskraft ausübt, mit zumindest einer Halteeinrichtung, welche das Hubventil (2) in einer stabilen Schließstellung (A) und/oder einer stabilen Öffnungsstellung (B) hält, wobei in der Öffnungsstellung (B) die erste Ventilfeder (5) gespannt und die zweite Ventilfeder (6) entlastet, in der Schließstellung (A) die erste Ventilfeder (5) entlastet und die zweite Ventilfeder (6) gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung durch die erste und/oder zweite Ventilfeder (5, 6) gebildet ist, wobei die zweite Ventilfeder (6) in der Schließstellung (A) und/oder die erste Ventilfeder (5) in der Öffnungsstellung (B) eine stabile Haltekraft auf das Hubventil (2) ausübt:
  2. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Ventilfeder (5, 6) als Schnappfedermechanismus (7) ausgebildet sind.
  3. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Ventilfeder (5, 6) in zumindest einer transienten Hubposition des Hubventiles (2) etwa normal auf die Achse (2a) des Hubventiles (2) einwirkt.
  4. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Ventilfeder (5, 6) drehbar mit dem Hubventil (2) verbunden ist.
  5. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Ventilfeder (5, 6) als Tellerfeder ausgebildet ist.
  6. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Ventilfeder (5, 6) normal auf die Achse (2a) des Hubventiles (2) angeordnet ist und über einen Übertragungsteil (11) auf das Hubventil (2) einwirkt, wobei der Übertragungsteil (11) durch die Ventilfeder (5, 6) an eine Kulissenführungsfläche (12) des Schaftes (2b) des Hubventiles (2) gedrückt ist.
  7. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenführungsfläche (12) zumindest eine rampenartige Erhebung (13) mit einer Senke (14) aufweist, in welche der Übertragungsteil (11) einrastbar ist, wobei die Senke (14) eine stabile Endposition des Hub ventiles (2) – die Schließstellung (A) oder die Öffnungsstellung (B) – definiert.
  8. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsteil (11) ein Gleitstift oder eine Rolle ist.
  9. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Ventilfeder (5) über ein vorzugsweise parallel zur Achse (2a) des Hubventiles (2) verschiebbares Loslager (8) im Gehäuse (9) gelagert ist.
  10. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Loslager (8) mehrerer Hubventile (2) gemeinsam verschiebbar sind.
  11. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Loslager (8) individuell für sich verschiebbar ist.
  12. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung des Loslagers (8) durch eine mechanische, elektromechanische, elektromagnetische, pneumatische oder hydraulische Betätigungseinrichtung erfolgt.
  13. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hilfskrafteinrichtung (16) vorgesehen ist, um das Hubventil (2) jeweils aus einer stabilen Endposition (A, B) und vorzugsweise in die andere stabile Endposition (B, A) zu bringen.
  14. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Vorspanneinrichtung (17) vorgesehen ist, um die Federvorspannung zumindest einer Ventilfeder (5, 6) zu verändern.
  15. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfskrafteinrichtung (16) und/oder die Vorspanneinrichtung (17) mechanischer, pneumatischer, hydraulischer, elektromechanischer oder elektromagnetischer Art ist.
  16. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft- und Wegverhältnisse der ersten und der zweiten Ventilfeder (5, 6) unterschiedlich sind.
  17. Ventilbetätigungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Ventilfeder (5, 6) eine mechanische oder pneumatische Feder ist.
  18. Verfahren zur Ventilbetätigung mit einer Ventilbetätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfs krafteinrichtung zur Einleitung eines Ventilhubes aktiviert wird und vorzugsweise nur solange auf das Hubventil in Hubrichtung einwirkt, bis dieses seine stabile Endposition verlässt.
  19. Verfahren zur Ventilbetätigung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfskrafteinrichtung oder eine auf die beschleunigende oder verzögernde Ventilfeder wirkende Vorspanneinrichtung vor oder während einer Hubbewegung des Hubventils solange aktiviert wird, bis die durch die Hilfskrafteinrichtung bzw. die Vorspanneinrichtung geleistete Arbeit und die Beschleunigungsarbeit der beschleunigenden Ventilfeder abzüglich Reibarbeitsverlusten mindestens der Verzögerungsarbeit der verzögernden Ventilfeder entspricht.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1268832A (fr) * 1960-09-29 1961-08-04 Sulzer Ag Soupape
DE3024109A1 (de) * 1980-06-27 1982-01-21 Pischinger, Franz, Prof. Dipl.-Ing. Dr.Techn., 5100 Aachen Elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtung
US5245957A (en) * 1993-02-04 1993-09-21 Bornstein Motor Company, Inc. Spring assist system for internal combustion engine valves
US5673658A (en) * 1995-11-29 1997-10-07 Daimler-Benz Ag Hydraulic-mechanical valve operating mechanism
DE19718038C1 (de) * 1997-04-29 1998-05-07 Daimler Benz Ag Elektromagnetischer Aktuator für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1268832A (fr) * 1960-09-29 1961-08-04 Sulzer Ag Soupape
DE3024109A1 (de) * 1980-06-27 1982-01-21 Pischinger, Franz, Prof. Dipl.-Ing. Dr.Techn., 5100 Aachen Elektromagnetisch arbeitende stelleinrichtung
US5245957A (en) * 1993-02-04 1993-09-21 Bornstein Motor Company, Inc. Spring assist system for internal combustion engine valves
US5673658A (en) * 1995-11-29 1997-10-07 Daimler-Benz Ag Hydraulic-mechanical valve operating mechanism
DE19718038C1 (de) * 1997-04-29 1998-05-07 Daimler Benz Ag Elektromagnetischer Aktuator für Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine

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