DE10141262A1 - Ventiltrieb für ein Tellerventil einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Ventiltrieb für ein Tellerventil einer Brennkraftmaschine

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DE10141262A1
DE10141262A1 DE2001141262 DE10141262A DE10141262A1 DE 10141262 A1 DE10141262 A1 DE 10141262A1 DE 2001141262 DE2001141262 DE 2001141262 DE 10141262 A DE10141262 A DE 10141262A DE 10141262 A1 DE10141262 A1 DE 10141262A1
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Andreas Schaefer
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Abstract

Ein Ventiltrieb für ein Tellerventil einer Brennkraftmaschine umfasst ein in einer Führungsbuchse geführtes und von einer Schließfeder beaufschlagtes Tellerventil in Kombination mit einer Kolben-/Zylinder-Einheit zur Einwirkung eines Gasdruckes. DOLLAR A Damit der unterstützende Gasdruck mittels einer Ventilbetätigung gesteuert wirksam ist, umfasst die Kolben-/Zylinder-Einheit einen maschinenseitig starr angeordneten Kolben in einem relativ zu diesem mit dem hubgesteuerten Tellerventil in Antriebsverbindung stehenden Zylinder, der über einen Dichtungsabschnitt einen mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine verbundenen Überströmkanal in eine von Zylinder und Kolben begrenzte, veränderliche Arbeitskammer hubgesteuert öffnet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf einen Ventiltrieb für ein Tellerventil einer Brennkraftmaschine, umfassend ein in einem Zylinderkopf mittels einer Führungsbuchse geführt angeordnetes und von einer Schließfeder beaufschlagtes Tellerventil, wobei am hubgesteuert angeordneten Tellerventil mittels einer in Wirkverbindung stehenden Kolben-/Zyfinder-Einheit zusätzlich ein in einem Brennraum der Brennkraftmaschine herrschender Gasdruck wirksam ist.
  • Ein derartiger Ventiltrieb ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 35 315 A bekannt für eine Heißgas-Kraftmaschine mit einem nockengesteuerten, schaftgeführten Einlassventil zur Steuerung eines eine gesonderte Verbrennungskammer mit einer Arbeitskammer der Kraftmaschine verbindenden Einlasskanals, wobei zur Kompensation des im Einlasskanal herrschenden Gasdruckes ein am Ventilschaft angeordneter Ausgleichskolben vorgesehen ist. Zur Reduzierung der Belastung dieses bekannten Ventiltriebes durch das in der Schließphase vom hohen Druck des Gases in der maschinenseitigen Arbeitskammer beaufschlagten Tellerventils ist vorgesehen, dass der Ausgleichskolben auf der dem Gasdruck im Einlasskanal gegenüberliegenden Seite durch den in der Arbeitskammer herrschenden Gasdruck beaufschlagt ist zum Druckausgleich am Ausgleichskolben, womit der Ventiltrieb im wesentlichen von der Schließfeder belastet ist.
  • In den Ausführungsbeispielen des vorgenannten Dokumentes ist der Ausgleichskolben jeweils in einer im Zylinderkopf ausgebildeten Kammer angeordnet mit der Folge einer bau- und herstellungsaufwendigen Ausgestaltung.
  • Einen weiteren gattungsgemäßen Ventiltrieb für ein Auslassventil zeigt und beschreibt die europäische Offenlegungsschrift EP 0 992 657 A1, wobei das von einem elektromagnetischen Aktuator gesteuerte, als Auslassventil dienende Tellerventil ebenfalls mit einem Ausgleichskolben ausgerüstet ist, der in einer zylinderkopfseitigen Kammer diametrale Arbeitskammern voneinander trennt, wobei einer der Arbeitskammern ein in Öffnungsrichtung wirkender Brennraumdruck zugeführt ist.
  • Auch diese zylinderkopfgebundene Ausgestaltung erscheint bau- und herstellungsaufwendig.
  • Demgegenüber zeigen die deutschen Patente DE-PS 11 33 600 und DE 30 05 456 C2 jeweils eine vom Zylinderkopf gesondert ausgebildete Kolben-/Zylinder-Einheit, wobei jede dieser Einheiten zur Erzielung einer jeweiligen Motorbremse von einem Gasüberdruck derart beaufschlagt ist, dass das jeweilige Auslassventil zusätzlich zur Kraft der Schließfeder über die Gaskraft zusätzlich in Schließstellung sicher gehalten ist.
  • Schließlich zeigt die deutsche Patentschrift DE 35 29 768 C2 eine an einem Auslassventil wirkende Kolben-/Zylinder-Einheit mit einem in einer zylinderkopfseitigen Kammer beweglich angeordneten Kolben, der am Außenumfang einer Ventilführung hubbeweglich angeordnet ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Ventiltrieb für ein Tellerventil einer Brennkraftmaschine bei einfachem Aufbau so weiterzubilden, dass der unterstützende Brennraumdruck mittels der Ventilbetätigung des Tellerventils gesteuert wirksam ist.
  • Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass die Kolben-/Zylinder-Einheit einen maschinenseitig starr angeordneten Kolben in einem relativ zu diesem mit dem hubgesteuerten Tellerventil in Antriebsverbindung stehenden Zylinder umfasst, der über einen Dichtungsabschnitt einen mit einem Brennraum der Brennkraftmaschine verbundenen Überströmkanal in eine von Zylinder und Kolben begrenzte, veränderliche Arbeitskammer hubgesteuert öffnet.
  • Mit der Erfindung ist in vorteilhafter Weise eine zeitweise aussetzende Beaufschlagung der Kolben-/Zylinder-Einheit erzielt mit der Folge einer geringeren durchschnittlichen Bauteilerwärmung.
  • In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die in üblicher Weise über einen Federteller am Schaftende des Tellerventils angreifende Schließfeder zylinderkopfseitig gegen einen vom Zylinderkopf beabstandet an der Führungsbuchse des Tellerventils angeordneten Kolben abgestützt ist und dass der den Kolben aufnehmende Zylinder über einen unterhalb des Kolbens angeordneten Führungsabschnitt am Außenumfang der Führungsbuchse gasdicht gleitbeweglich geführt angeordnet ist, wobei der zum Schaftende hin offene und über einen Bügel mit dem Federteller in Antriebsverbindung mit dem Tellerventil stehende Zylinder mit beginnender Hubsteuerung des Tellerventils mit seinem Dichtungsabschnitt von einem an der Führungsbuchse vorgesehenen konischen Dichtsitz zur Freigabe des Überströmkanals entfernt ist.
  • Mit der erfindungsgemäß intermittierenden Beaufschlagung der Kolben-/Zylinder- Einheit mit Brennraumgas von hohem Druck wird in Verbindung mit dem Teilmerkmal des zum Schaftende hin offenen Zylinders eine durchschnittliche Bauteilerwärmung vorteilhaft unterstützt.
  • Eine vorteilhafte Weitergestaltung der Erfindung ist auch dadurch erreicht, dass ein Überströmkanal einen ersten, im Zylinderkopf verlaufenden Abschnitt aufweist, der mit einem in Längsrichtung der Führungsbuchse verlaufend angeordneten zweiten Abschnitt in Verbindung steht, an den sich ein im konischen Dichtsitz der Führungsbuchse quer gerichtet austretender und vom Dichtungsabschnitt des Zylinders verschließbarer dritter Abschnitt anschließt.
  • Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt
  • Fig. 1 ein Tellerventil in Schließstellung, und
  • Fig. 2 das Tellerventil in Offenstellung mit Gasdruck-Unterstützung.
  • Ein Ventiltrieb 1 für ein Tellerventil 2 einer Brennkraftmaschine 3 umfasst ein in einem Zylinderkopf 4 mittels einer Führungsbuchse 5 geführt angeordnetes und von einer Schließfeder 6 beaufschlagtes Tellerventil 2. An diesem durch eine nicht gezeigte Nockenwelle mittel- oder unmittelbar oder durch einen ebenfalls nicht gezeigten, elektromagnetischen Hubaktuator hubgesteuert angeordneten Tellerventil 2 ist mittels einer in Wirkverbindung stehenden Kolben-/Zylinder-Einheit 7 zusätzlich ein in einem Brennraum 8 der Brennkraftmaschine 3 herrschender Gasdruck wirksam.
  • Um bei einfachem Aufbau den Ventiltrieb 1 so weiterzubilden, dass der unterstützende Brennraumdruck mittels einer Ventilbetätigung gesteuert wirksam ist, umfasst die Kolben-/Zylinder-Einheit 7 einen maschinenseitig starr angeordneten Kolben 9 in einem relativ zu diesem mit dem hubgesteuerten Tellerventil 2 in Antriebsverbindung stehenden Zylinder 10, der über einen Dichtungsabschnitt 11 einen mit dem Brennraum 8 der Brennkraftmaschine 3 verbundenen Überströmkanal 12 in eine vom Zylinder 10 und Kolben 9 begrenzte, veränderliche Arbeitskammer 7' hubgesteuert öffnet.
  • Zur Erzielung eines im Aufbau einfachen Ventiltriebes 1 ist im einzelnen vorgeschlagen, dass die in üblicher Weise über einen Federteller 13 am Schaftende 14 des Tellerventils 2 angreifende Schließfeder 6 zylinderkopfseitig gegen einen vom Zylinderkopf 4 beabstandet an der Führungsbuchse 5 des Tellerventils 2 angeordneten Kolben 9 abgestützt ist. Weiter ist der den Kolben 9 aufnehmende, gesonderte Zylinder 10 über einen unterhalb des Kolbens 9 angeordneten Führungsabschnitt 15 am Außenumfang der Führungsbuchse 5 gasdicht gleitbeweglich geführt angeordnet. Ferner ist der zum Schaftende 14 hin offene und über einen Bügel 16 mit dem Federteller 13 in Antriebsverbindung mit dem Tellerventil 2 stehende Zylinder 10 mit beginnender Hubsteuerung des Tellerventils 2 mit seinem Dichtungsabschnitt 11 von einem an der Führungsbuchse 5 vorgesehenen konischen Dichtsitz 17 zur Freigabe des Überströmkanals 12 entfernt.
  • Weiter ist aus der Zeichnung ersichtlich, dass ein Überströmkanal 12 einen ersten, im Zylinderkopf 4 verlaufenden Abschnitt 12' aufweist, der mit einem in Längsrichtung der Führungsbuchse 5 verlaufend angeordneten zweiten Abschnitt 12" in Verbindung steht, an den sich ein im konischen Dichtsitz 17 der Führungsbuchse 5 quer gerichtet austretender und vom Dichtungsabschnitt 11 des Zylinders 10 verschließbarer dritter Abschnitt 12''' anschließt.
  • Das vorbeschriebene Tellerventil 2 ist vorzugsweise ein Auslassventil einer Brennkraftmaschine.
  • Weiter kann der Kolben-/Zylinder-Einheit 7 auch ein anderes, hoch gespanntes Gas zur jeweiligen Hubbetätigung des Tellerventils 2 zugeführt sein.

Claims (4)

1. Ventiltrieb für ein Tellerventil einer Brennkraftmaschine
umfassend ein in einem Zylinderkopf (4) mittels einer Führungsbuchse (5) geführt angeordnetes und von einer Schließfeder (6) beaufschlagtes Tellerventil (2), wobei
am hubgesteuert angeordneten Tellerventil (2) mittels einer in Wirkverbindung stehenden Kolben-/Zylinder-Einheit (7) zusätzlich ein in einem Brennraum (8) der Brennkraftmaschine (3) herrschender Gasdruck wirksam ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Koben-/Zylinder-Einheit (7) einen maschinenseitig starr angeordneten Kolben (9) in einem relativ zu diesem mit dem hubgesteuerten Tellerventil (2) in Antriebsverbindung stehenden Zylinder (10) umfasst, der
über einen Dichtungsabschnitt (11) einen mit dem Brennraum (8) der Brennkraftmaschine (3) verbundenen Überströmkanal (12) in eine von Zylinder (10) und Kolben (9) begrenzte, veränderliche Arbeitskammer (7') hubgesteuert öffnet.
2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die in üblicher Weise über einen Federteller (13) am Schaftende (14) des Tellerventils (2) angreifende Schließfeder (6) zylinderkopfseitig gegen einen vom Zylinderkopf (4) beabstandet an der Führungsbuchse (5) des Tellerventils (2) angeordneten Kolben (9) abgestützt ist und dass
der den Kolben (9) aufnehmende Zylinder (10) über einen unterhalb des Kolbens (9) angeordneten Führungsabschnitt (15) am Außenumfang der Führungsbuchse (5) gasdicht gleitbeweglich geführt angeordnet ist, wobei
der zum Schaftende (14) hin offene und über einen Bügel (16) mit dem Federteller (13) in Antriebsverbindung mit dem Tellerventil (2) stehende Zylinder (10) mit beginnender Hubsteuerung des Tellerventils (2) mit seinem Dichtungsabschnitt (11) von einem an der Führungsbuchse (5) vorgesehenen konischen Dichtsitz (17) zur Freigabe des Überströmkanals (12) entfernt ist.
3. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Überströmkanal (12) einen ersten, im Zylinderkopf (4) verlaufenden Abschnitt (12') aufweist, der
mit einem in Längsrichtung der Führungsbuchse (5) verlaufend angeordneten zweiten Abschnitt (12") in Verbindung steht,
an den sich ein im konischen Dichtsitz (17) der Führungsbuchse (5) quer gerichtet austretender und vom Dichtungsabschnitt (11) des Zylinders (10) verschließbarer dritter Abschnitt (12''') anschließt.
4. Ventiltrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tellerventil (2) als Auslassventil dient.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE118788C (de) *
US1218487A (en) * 1915-05-21 1917-03-06 Ole O Storle Balanced exhaust-valve for explosive-engines.
FR2013860A1 (de) * 1968-07-27 1970-04-10 Bischoff Carl

Patent Citations (3)

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