DE10125544C2

DE10125544C2 - Device for the hydraulic actuation of a valve

Info

Publication number: DE10125544C2
Application number: DE10125544A
Authority: DE
Inventors: Hans Sudmanns; Alfonso Schick
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: DE10125544A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur hydraulischen Betätigung eines Ventils nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to a device for hydraulic actuation of a valve according to the Preamble of the first claim.

Aus der CH 245 788 ist eine Einrichtung zur hydraulischen Betätigung eines Ventils bekannt. Diese besteht aus einem Betätigungsmittel mit Förderraum, ein Dosiermittel, welches den Zulauf zum Förderraum bestimmt und einem Öffnungsmittel über welches das Ventil in Abhängigkeit des Betätigungsmittels geöffnet oder geschlossen wird. Das Dosier- und Betätigungsmittel sind als hydraulische Feder-Kolben-Einheit ausgeführt, deren Stellung von der Nockenwelle bestimmt wird. Die Abdichtung des Dosiermittels gegenüber dem Zulauf ist als Spaltdichtung ausgeführt.CH 245 788 is a device for the hydraulic actuation of a valve known. This consists of an actuating device with a delivery chamber, a dosing device, which determines the inlet to the delivery chamber and an opening means via which the valve is opened or closed depending on the actuating means. The Dosing and actuating means are designed as a hydraulic spring-piston unit, the Position is determined by the camshaft. The sealing of the dosing agent against the inlet is designed as a gap seal.

Die DE 42 24 988 A1 zeigt ebenfalls eine Einrichtung zur hydraulischen Betätigung eines Ventils, bei welcher das Betätigungsmittel den Förderraum über eine Spaltabdichtung dichtet. Aus der DE 21 10 607 A ist ebenfalls eine derartige Einrichtung bekannt, bei der ein Kolben den Zulauf über eine Spaltabdichtung verschließt. Die DE 36 25 664 A1 zeigt eine Steuerhülse, welche einen Teilarbeitsraum mittels Spaltabdichtung verschließt. Die DE 398 556 C zeigt ebenfalls eine Einrichtung zur Betätigung eines Ventils. Auch hier verschließt der Kolben einen Ölzulauf über eine Spaltabdichtung.DE 42 24 988 A1 also shows a device for hydraulic actuation of a Valve, in which the actuating means the delivery chamber via a gap seal seals. Such a device is also known from DE 21 10 607 A, in which a piston closes the inlet via a gap seal. DE 36 25 664 A1 shows a control sleeve, which closes a part of the workspace by means of a gap seal. The DE 398 556 C also shows a device for actuating a valve. Here too the piston closes an oil inlet via a gap seal.

Dem zuvor geschilderten Stand der Technik ist gemeinsam, dass die Abdichtungen als Spaltabdichtungen ausgeführt sind. Problematisch ist bei dieser Art der Abdichtung die Spalthöhe.The previously described prior art has in common that the seals as Gap seals are executed. The problem with this type of sealing is Gap height.

Aus der DE 198 16 817 A1 ist ein hydraulisches Schema zur Betätigung eines Ventils bekannt. Ein Betätigungsmittel mit einem Förderraum sowie einer Schiebehülse ist aus dieser Fundstelle nicht zu entnehmen. Aus der DE 88 03 894 U1 ist ein Durchflussventil bekannt. Ein Betätigungsmittel mit Förderraum und Schiebehülse ist auch dieser Fundstelle nicht zu entnehmen. DE 198 16 817 A1 describes a hydraulic scheme for actuating a valve known. An actuator with a delivery chamber and a sliding sleeve is off not to be found from this site. A flow valve is known from DE 88 03 894 U1 known. An actuating means with a delivery chamber and sliding sleeve is also this Not to be found.

Aus der US 2,754,810 ist eine Einrichtung zur hydraulischen Betätigung eines Ventils bekannt. Diese umfasst ein Betätigungsmittel mit einem Förderraum sowie ein Dosiermittel zur Bestimmung des Zulaufs. In einer zweiten Stellung verschließt das Dosiermittel eine Eingangsöffnung planar. Das Dosiermittel ist hierbei als ein Ventil ausgeführt, welches innerhalb einer Führung beweglich angeordnet ist. Zwischen der Führung und dem Ventil ist ein Entlüftungsdurchgang vorgesehen. Die Dichtkraft, d. h. also die Kraft mit der das Ventil die Eingangsöffnung verschließt, wird durch eine Feder bestimmt. Problematisch ist hierbei, dass bei steigendem Druckniveau im Förderraum aufgrund des Führungsspalts zwischen Ventil und Führung eine Kraftkomponente entgegen der Schließkraft der Feder erzeugt wird. Bei steigendem Druckniveau wird folglich die Dichtkraft reduziert.From US 2,754,810 is a device for the hydraulic actuation of a valve known. This includes an actuating means with a delivery room and a Dosing agent for determining the inflow. In a second position, it closes Dosing means an entry opening planar. The dosing agent is here as a valve executed, which is movably arranged within a guide. Between the A venting passage is provided for the guide and the valve. The sealing force, d. H. so the force with which the valve closes the inlet opening is determined by a spring certainly. The problem here is that with increasing pressure levels in the delivery room a force component due to the guide gap between valve and guide is generated against the closing force of the spring. With increasing pressure level consequently the sealing force is reduced.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, bei einer gattungsgemäßen A Einrichtung die Abdichtung zu verbessern.The object on which the invention is based is, in the case of a generic A Establishment to improve the seal.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Ausgestaltungen hierzu sind in den Unteransprüchen dargestellt.The object is achieved by the features of the first claim. refinements for this are shown in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass das Dosiermittel neben der Feder zur Erzeugung der Dichtkraft eine Schiebehülse umfasst, wobei vom Förderraum des Betätigungsmittels zum Dosiermittel eine Druckzuführung angeordnet wird. Über diese Druckzuführung wird die Dichtkraft analog zur Druckerhöhung im Förderraum erhöht. The solution according to the invention provides that the dosing means in addition to the spring Generation of the sealing force comprises a sliding sleeve, the delivery chamber of the Actuating means for dispensing a pressure supply is arranged. About these Pressure supply increases the sealing force analogous to the pressure increase in the delivery chamber.

Zusätzlich ist im Betätigungsmittel ein Überdruckventil angeordnet, welches das Druckniveau im Förderraum auf einen vorgegebenen Wert begrenzt. Durch das Überdruckventil wird vermieden, dass das Betätigungsmittel aufgrund eines defekten, festsitzenden Ventils beschädigt wird. Unter Ventil ist im Sinne der Erfindung ein Einlass- oder Auslassventil einer Brennkraftmaschine zu verstehen.In addition, a pressure relief valve is arranged in the actuating means, which Pressure level in the delivery chamber limited to a predetermined value. By the Pressure relief valve is avoided that the actuating means due to a defective stuck valve is damaged. In the sense of the invention, an inlet valve or understand exhaust valve of an internal combustion engine.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt:An exemplary embodiment is shown in the drawings. It shows:

Fig. 1A ein Schnittbild des Betätigungs- und Dosiermittels in einer ersten Stellung Fig. 1A is a sectional view of the actuating and dosing means in a first position

Fig. 1B ein Schnittbild des Betätigungs- und Dosiermittels in einer zweiten Stellung Fig. 1B is a sectional view of the actuating and dosing means in a second position

Fig. 2 ein Schnittbild des Öffnungsmittels Fig. 2 is a sectional view of the opening means

In Fig. 1A ist ein Schnittbild des Betätigungsmittels 1 mit Dosiermittel 2 in einer ersten Stellung dargestellt. Das Betätigungsmittel 1 und Dosiermittel 2 bilden baulich eine Einheit und sind innerhalb eines Kurbelgehäuses 8 einer Brennkraftmaschine angeordnet. Das Betätigungsmittel 1 besteht aus folgenden Teilen: Rolle 6, Stößel 7, Kolben 13 und Hülse 10. Zwischen der Hülse 10 und dem Stößel 7 ist eine Feder angeordnet. Über diese Feder wird der Stößel 7 mit der Rolle 6 auf eine Nockenwelle 5 gedrückt. Das Dosiermittel 2 setzt sich zusammen aus einer Schiebehülse 11 und einer Feder 9. Über die Feder 9 stützt sich die Schiebehülse 11 am Stößel 7 ab. Die Schiebehülse 11 bestimmt den Zulauf von Hydraulikmedium zu einem Ringraum 14. Mit dem Ringraum 14 verbunden sind ein Förderraum 15 mit Verbindungsleitung 4 und eine Bohrung 12. Die Verbindungsleitung 4 führt zum Öffnungsmittel 3, siehe Fig. 2. Über die Bohrung 12 ist der Ringraum 14 mit einem Überdruckventil 22 verbunden. In Fig. 1A is a sectional view of the actuating means 1 is shown having dosing means 2 in a first position. The actuating means 1 and dosing means 2 form a unit in structure and are arranged within a crankcase 8 of an internal combustion engine. The actuating means 1 consists of the following parts: roller 6 , plunger 7 , piston 13 and sleeve 10 . A spring is arranged between the sleeve 10 and the plunger 7 . The plunger 7 with the roller 6 is pressed onto a camshaft 5 via this spring. The dosing means 2 is composed of a sliding sleeve 11 and a spring 9 . The sliding sleeve 11 is supported on the tappet 7 via the spring 9 . The sliding sleeve 11 determines the inflow of hydraulic medium to an annular space 14 . Connected to the annular space 14 are a delivery space 15 with a connecting line 4 and a bore 12 . The connecting line 4 leads to the opening means 3 , see FIG. 2. The annular space 14 is connected to a pressure relief valve 22 via the bore 12 .

Die Einrichtung besitzt in der ersten Stellung gemäß der Fig. 1A folgende Funktionalität: Aufgrund der Kontur der Nockenwelle 5 nimmt das Betätigungsmittel 1 die unterste Stellung ein. Hierdurch gibt das Dosiermittel 2 den Zulauf zum Ringraum 14 frei. Im Ringraum 14, Förderraum 15, Verbindungsleitung 4 und Bohrung 12 herrscht somit dasselbe Druckniveau.In the first position according to FIG. 1A, the device has the following functionality: Because of the contour of the camshaft 5 , the actuating means 1 takes the lowest position. As a result, the metering agent 2 releases the inflow to the annular space 14 . The same pressure level prevails in the annular space 14 , delivery space 15 , connecting line 4 and bore 12 .

In Fig. 1B ist ein Schnittbild des Betätigungsmittels 1 mit dem Dosiermittel 2 in einer zweiten Stellung dargestellt. In dieser zweiten Stellung verschließt das Dosiermittel 2 über die Schiebehülse 11 den Ringraum 14. Dies ist als planare Abdichtung 16 zwischen der Schiebehülse 14 und der Hülse 10 ausgeführt. In dieser zweiten Stellung fördert das Betätigungsmittel 1 über den Kolben 13 das Hydraulikmedium zum Öffnungsmittel 3. Das Druckniveau im Förderraum 15 bzw. der Verbindungsleitung 4 beträgt in der Praxis z. B. 6 bar.In Fig. 1B is a sectional view of the actuating means 1 is shown with the dosing means 2 in a second position. In this second position, the dosing means 2 closes the annular space 14 via the sliding sleeve 11 . This is designed as a planar seal 16 between the sliding sleeve 14 and the sleeve 10 . In this second position, the actuating means 1 conveys the hydraulic medium to the opening means 3 via the piston 13 . The pressure level in the delivery chamber 15 or the connecting line 4 is in practice z. B. 6 bar.

Mittels des Überdruckventils 22 wird das Druckniveau im Förderraum 15 bzw. Verbindungsleitung 4 begrenzt. Ein unzulässig hohes Druckniveau in der Verbindungsleitung 4 tritt dann auf, wenn das Ventil innerhalb des Öffnungsmittels 3 festsitzt. Für diesen Fall öffnet das Überdruckventil 22, so dass ein Durchgang von der Bohrung 12 zu einem Nockenwellenraum 23 besteht. Das maximal zulässige Druckniveau wird hierbei über die Federkonstante des Überdruckventils 22 definiert.The pressure level in the delivery chamber 15 or connecting line 4 is limited by means of the pressure relief valve 22 . An impermissibly high pressure level in the connecting line 4 occurs when the valve is stuck within the opening means 3 . In this case, the pressure relief valve 22 opens, so that there is a passage from the bore 12 to a camshaft space 23 . The maximum permissible pressure level is defined here via the spring constant of the pressure relief valve 22 .

In Fig. 2 ist ein Öffnungsmittel 3 dargestellt. Dieses ist innerhalb eines Zylinderkopfs 21 angeordnet. Diese besteht aus folgenden Teilen: Ventil 17, Ventilstößel 18, Kolbenring 19 und Sprengring 20. In Fig. 2 ist das Öffnungsmittel 3 in der ersten Stellung, welche mit der Fig. 1A korrespondiert, dargestellt. Beim Übergang des Betätigungsmittels 1 von der ersten in die zweite Stellung steigt das Druckniveau in der Verbindungsleitung 4 an. Aufgrund der Kraftwirkung des Hydraulikmediums wird der Ventilstößel 18 mit dem Ventil 17 in Öffnungsrichtung, siehe Pfeil, verschoben. Der Weg des Ventilstößels 18 wird hierbei über den Sprengring 20 begrenzt. An opening means 3 is shown in FIG. 2. This is arranged within a cylinder head 21 . This consists of the following parts: valve 17 , valve tappet 18 , piston ring 19 and snap ring 20 . In FIG. 2, the opening means 3 in the first position, which corresponds to FIG. 1A, FIG. When the actuating means 1 changes from the first to the second position, the pressure level in the connecting line 4 increases . Due to the force of the hydraulic medium, the valve tappet 18 with the valve 17 is moved in the opening direction, see arrow. The path of the valve lifter 18 is limited here by the snap ring 20 .

reference numeral

11

Betätigungsmittel
actuating means

22

Dosiermittel
dosing

33

Öffnungsmittel
opening means

44

Verbindungsleitung
connecting line

55

Nockenwelle
camshaft

66

Rolle
role

77

Stößel
tappet

88th

Kurbelgehäuse
crankcase

99

Feder
feather

1010

Hülse
shell

1111

Schiebehülse
sliding sleeve

1212

Bohrung
drilling

1313

Kolben
piston

1414

Ringraum
annulus

1515

Förderraum
delivery chamber

1616

planare Abdichtung
planar sealing

1717

Ventil
Valve

1818

Ventilstößel
tappet

1919

Kolbenring
piston ring

2020

Sprengring
snap ring

2121

Zylinderkopf
cylinder head

2222

Überdruckventil
Pressure relief valve

2323

Nockenwellenraum
camshaft chamber

Claims

1. Device for the hydraulic actuation of a valve comprising an actuating means with a conveying space, a dosing means for determining the inlet to the conveying space, an opening means via which the valve is opened or closed depending on the actuating means, and a spring arranged between the actuating and dosing means for generation a sealing force, the inlet to the delivery chamber being released in a first position of the dosing agent and the inlet to the delivery chamber being sealed in a second position of the dosing agent, by means of a planar seal, characterized in that the dosing means ( 2 ) in addition to the spring ( 9 ) for generation the sealing force comprises a sliding sleeve ( 11 ) and a pressure supply to increase the sealing force is arranged from the delivery chamber ( 15 ) of the actuating means ( 1 ) to the dosing means ( 2 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the actuating means ( 1 ) comprises a roller ( 6 ), a plunger ( 7 ), a piston ( 13 ) and a sleeve ( 10 ), the pressure supply from the delivery chamber ( 15 ) to Dosing agent ( 2 ) is arranged within the piston ( 13 ).

3. Device according to claim 2, characterized in that the sliding sleeve ( 11 ) is arranged around the piston ( 13 ).

4. Device according to claim 3, characterized in that a pressure relief valve ( 22 ) is arranged in the actuating means ( 1 ).

5. Device according to claim 4, characterized in that the pressure level in the delivery chamber ( 15 ) is limited to a predetermined value by means of the pressure relief valve ( 22 ).

6. Device according to claim 1, characterized in that a path limitation, in particular a snap ring ( 20 ), is arranged in the opening means ( 3 ).