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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine zur
Betätigung
eines Gaswechselventils. Dessen Bewegung folgt einem Hub eines Nockens
sowie einem zum Hub des Nockens überlagerten
und vom Hub des Nockens unabhängigen Hub
einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung. Hierzu ist ein Kolben
der Kraftaufbringeinrichtung relativ zu einem Gehäuse der
Kraftaufbringeinrichtung durch zeitlich variable Zufuhr eines im
Druck einstellbaren Hydraulikmittels aus einer Hydraulikmittelleitung
in einen vom Kolben und vom Gehäuse
gebildeten Druckraum von einer ersten Endposition bis zu einer zweiten
Endposition bewegbar.
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Hintergrund
der Erfindung
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Gattungsgemäße Ventiltriebe,
bei denen sich der Hub des Gaswechselventils aus einer Überlagerung
eines vom Nocken ausgehenden Hubs und eines variabel einstellbaren
Hubs einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung, die vom Nocken
unabhängig
auf die Bewegung des Gaswechselventils einwirkt, zu sammensetzt,
sind im Stand der Technik bekannt. So beschreibt beispielsweise
die
DE 101 56 309
A1 einen Tassenstößel-Ventiltrieb
mit hydraulischer Kraftaufbringeinrichtung. Diese dient dazu, einen
durch den Nocken erzeugten Hub einem vom Nocken unabhängigen Hub
am Gaswechselventil zu überlagern.
Hierzu befindet sich zwischen der Innenseite des Tassenbodens und
dem Ventilschaft ein Druckkolben, dessen Relativbewegung zum Tassenstößel durch
Volumenänderung
eines zum Druckkolben angrenzenden Druckraums erzeugt wird. Der Druckraum
ist seinerseits über
Kanäle
im Inneren des Tassenstößels sowie
in der Stößelführung der Brennkraftmaschine
an eine im Druck bzw. Volumenstrom einstellbare Hydraulikversorgung
angeschlossen.
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In
der ebenfalls gattungsgemäßen
DE 43 18 293 A1 ist
ein Schlepphebeltrieb mit einem Schwenklager vorgeschlagen, dessen
Lagerpunkt für
den Schlepphebel durch Absteuern von Hydraulikmittel aus dem Druckraum
der Kraftaufbringeinrichtung mittels eines Steuerventils absenkbar
ist. Durch die Absenkung des Lagerpunktes wird der Nockenhub kinematisch
auf den Lagerpunkt und das Gaswechselventil aufgeteilt, so dass
sich eine Reduzierung des auf das Gaswechselventil übertragenen
Hubs ergibt.
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Wenngleich
mit den vorbenannten Ventiltrieben bereits eine weitgehend variable
Beeinflussung des vom Nocken ausgehenden Ventilhubs möglich ist,
wobei teilweise auch Mittel zum Abbremsen der Kolbenbewegung bei
Erreichen der Endpositionen vorgesehen sind, haben die vorbekannten
Systeme einige Nachteile. So ist der Kolben der
DE 101 56 309 A1 als Stufenkolben
ausgebildet, der mit einem zylindrischen Ringabschnitt Hydraulikmittel
aus einem am Tassenboden befindlichen Ringraum verdrängt. Das
Abbremsen des Kolbens bei Erreichen der Endposition soll dabei durch
Verdrängung
des Hydraulikmittels aus dem Ringraum über Führungsspalte zwischen Ringabschnitt
und Ringraum erzeugt werden. Eine solche Ausgestaltung bedingt jedoch Doppelpassungen
der Komponenten, so dass die hydraulische Kraftaufbringeinrichtung
mit erheblichem Fertigungs- und Qualitätssicherungsaufwand und folglich
hohen Herstellkosten verbunden ist. Überdies wird der Kolben daran
gehindert, die Endposition mit hoher Beschleunigung und somit möglichst schnell
zu ver lassen, da der Ringraum über
die engen Führungsspalte
zunächst
wieder mit Hydraulikmittel befüllt
werden muss.
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In
der
DE 43 18 293 A1 befindet
sich zwischen dem Gehäuse
des Schwenklagers und der Hydraulikmittelversorgung ein Kugelrückschlagventil. Dieses
ist jedoch montageunfreundlich im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine
angeordnet und ist darüber
hinaus prinzipbedingt im Durchfluss beschränkt. Insofern ist auch hier
eine hohe Beschleunigung des Kolbens bei Verlassen seiner Endposition
nur eingeschränkt
umsetzbar.
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Als
nachteilig bei beiden oben genannten Schriften ist ferner der von
der Viskosität
und somit insbesondere von der Temperatur des Hydraulikmittels abhängige Abbremsverlauf
des Kolbens bei Erreichen der Endposition anzusehen. Sowohl die
Verdrängung
des Hydraulikmittels über
Ringspalte, wie sie in der
DE
101 56 309 A1 vorgesehen sind, als auch die Verbindung
des Druckraums mit einer relativ langen Drosselleitung gemäß der
DE 43 18 293 A1 führt zu einer
erheblichen Abhängigkeit
des Abbremsverlaufs von der Viskosität des Hydraulikmittels. Diese
Abhängigkeit
ist jedoch keinesfalls erwünscht,
zumal die sehr breite Betriebstemperaturspanne der Brennkraftmaschine
zu extrem unterschiedlichen und nur mit hohem elektrohydraulischen Steuerungsaufwand
zu egalisierenden Abbremsverläufen
des Kolbens führen
würde.
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Aufgabe der
Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb
der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die aufgezeigten Nachteile
vermieden werden. Der Druckraum soll also mit einer hydraulisch
wirkenden Vorrichtung ausgestattet sein, die sowohl einen gezielten
und von der Viskosität
des Hydraulikmittels möglichst
unabhängigen
Abbremsverlauf des Kolbens bei Erreichen der Endposition ermöglicht.
Gleichzeitig soll eine schnelle Beschleunigung des Kolbens bei Verlassen der
Endposition realisierbar sein. Der Ventiltrieb soll ferner in einfacher
Weise und unter Großserienbedingungen
kostengünstig
herstellbar sein.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen den Unteransprüchen entnehmbar
sind.
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Demnach
wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
der Druckraum sowohl über
ein im Gehäuse
angeordnetes und zum Druckraum hin öffnendes Absperrmittel als
auch über
wenigstens einen Durchtritt im Gehäuse mit der Hydraulikmittelleitung
verbunden ist. Dabei ist der Durchtritt aufgrund Überdeckung durch
eine Außenmantelfläche des
Kolbens in dessen erster Endposition zumindest teilweise versperrt.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist somit ein kostengünstig herzustellender Ventiltrieb, der
es ermöglicht,
den Hub eines Nockens und einen vom Hub des Nockens unabhängigen Hub
einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung am Gaswechselventil
zu überlagern.
Für die
Güte der
Ventiltriebsfunktion entscheidend ist dabei der Bewegungsverlauf
des Kolbens bei Erreichen und bei Verlassen der ersten Endposition.
Bei Erreichen der ersten Endposition ist es erstrebenswert, dass
die Bewegung des Kolbens von einer hohen auf eine kleine Geschwindigkeit
zügig abgebremst
wird, um gleichzeitig ein sanftes Aufsetzen des Gaswechselventils
in seinen Ventilsitz zu gewährleisten.
Die hydraulische Kraftaufbringeinrichtung soll ferner Hübe am Gaswechselventil
mit großem
Zeitquerschnitt erzeugen können, wozu
eine hohe Geschwindigkeit des Kolbens zwischen der ersten und der
zweiten Endposition erforderlich ist.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung des Ventiltriebs sieht nach Anspruch 2
vor, dass der Druckraum sowohl über
den Durchtritt als auch über
einen Drosselquerschnitt mit der Hydraulikmittelleitung verbunden
ist. Dabei soll der Drosselquerschnitt im wesentlichen blendenförmig ausgebildet
sein. Ein derartiger Drosselquerschnitt erzeugt einen von der Viskosität des Hydraulikmittels
weitgehend unabhängigen
und somit einen über
der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine ausreichend gleichmäßigen Abbremsverlauf
des Kolbens, wäh rend
der Durchtritt konsequent auf ein schnelles Entleeren und Befüllen des Druckraums
hin ausgelegt werden kann.
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In
einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung
gemäß Anspruch
3 verfügt
der erfindungsgemäße Ventiltrieb über eine
hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung, die in einer hohlzylindrischen
Ausnehmung des Kolbens angeordnet ist. Hierdurch ist es sowohl möglich, die
durch mechanisches Ventilspiel bedingten Steuerzeitenschwankungen
der Brennkraftmaschine zu minimieren als auch die Bewegung des Kolbens
mit derjenigen des Gaswechselventils zu synchronisieren. Diese Synchronisation
begünstigt
in erheblicher Weise einen gleichmäßigen Abbremsverlauf des Kolbens.
So könnte umgekehrt
ein großes
mechanisches Ventilspiel dazu führen,
dass der Kolben nicht rechtzeitig abgebremst werden würde und
folglich das Gaswechselventil mit hinsichtlich Ventiltriebsgeräusch und
-verschleiß unzulässig hoher
Geschwindigkeit auf seinen Ventilsitz aufschlagen würde.
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Laut
Anspruch 4 ist es vorteilhaft, die zweite Endposition des Kolbens
durch Anschlagmittel zu definieren. Hierdurch wird zum einen ein Überschwingen
des Kolbens über
die zweite Endposition hinaus, wie es bei einer Fehlfunktion des
Ventiltriebs beispielsweise aufgrund eines zu hohen Drucks in der Hydraulikmittelleitung
auftreten kann, wirkungsvoll verhindert. Zum anderen wird der Kolben
gegen Herausfallen aus dem Gehäuse
im noch nicht montierten Zustand des Ventiltriebs gesichert.
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Zusätzlich oder
alternativ zu diesem Anschlagmittel kann sich der Druckraum gemäß Anspruch
5 auch über
eine Ablaufleitung für
das Hydraulikmittel entlasten, wenn der Kolben die zweite Endposition
erreicht. Hierzu befindet sich im Gehäuse wenigstens eine Auslassöffnung,
die von der Außenmantelfläche des
Kolbens bei Erreichen der zweiten Endposition höchstens teilweise versperrt
ist und somit den Druckraum mit der Ablaufleitung verbindet. Vorteilhaft
an dieser Ausgestaltung ist einerseits eine reduzierte mechanische
Belastung der Anschlagmittel und andererseits die Möglichkeit,
steifigkeitsmindernde Gasblasen im Hydraulikmittel aus dem Druckraum
zu spülen.
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Nach
Anspruch 6 ist es vorteilhaft, wenn das Absperrmittel ein Kugelrückschlagventil
ist. Derartige Kugelrückschlagventile
haben sich in der Praxis vielfach bewährt und sind kostengünstig herstellbar.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführung
des Ventiltriebs ergibt sich nach Anspruch 7, wenn der Kolben in
einem Schwenklager angeordnet ist, das einen Schlepphebel schwenkbar
lagert. Zu diesem Zweck ist ein den Schlepphebel lagernder Ausgleichskolben
der hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung im Kolben längsbeweglich
geführt.
Dabei ist es nach Anspruch 8 zweckmäßig, in den Schlepphebel eine
drehbar gelagerte Rolle als reibungsarme Anlauffläche zum
Nocken zu integrieren.
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Der
Ventiltrieb soll gemäß Anspruch
9 auch einen Sekundärhub
des Gaswechselventils während einer
hubfreien Grundkreisphase des Nockens ermöglichen. Hieraus ergeben sich
vorteilhafte Möglichkeiten,
Abgas in hohen und genau einstellbaren Mengen intern rückzusaugen.
Diese Form der Abgasrücksaugung
ist insbesondere Grundlage für
einen Betrieb der Brennkraftmaschine bei homogener und sich selbst
zündender
Ladung. Ein derartiges, auch als HCCI-Verfahren (Homogenous Charge Compression
Ignition) bezeichnetes Brennverfahren ist sowohl bei selbst gezündeten Diesel-Brennkraftmaschinen
als auch bei fremd gezündeten
Otto-Brennkraftmaschinen zumindest im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine
hauptsächlich
zum Zweck der Emissionsreduzierung einsetzbar. Der Verbrennungsablauf
wird beim HCCI-Verfahren im Wesentlichen durch Steuerung der Ladungszusammensetzung
und des Ladungstemperaturverlaufs festgelegt. Es zeigt sich, dass
bei diesem Brennverfahren eine hohe Ladungstemperatur zur Steuerung
des Zündzeitpunktes
erwünscht
ist. Ein sehr wirksames Mittel zur Erhöhung der Ladungstemperatur
ist die Erhöhung
des Restgasgehalts, d.h. die Erhöhung
des Gehalts an nicht ausgespültem
oder ausgespültem
und in den Zylinder wieder rückgeführten Abgas
des vorhergehenden Verbrennungszyklus in der Zylinderladung für den nächsten Verbrennungszyklus.
Dabei muss der Restgasgehalt auf den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine
vollvariabel angepasst werden können,
wobei Rest gasmengen von 60% der Zylinderladung und mehr erforderlich
sein können.
Restgasanteile können
in dieser Höhe
nicht mehr über eine
interne Abgasrückführung durch
konventionelle Ventilüberschneidung
oder über
eine Einrichtung zur externen Abgasrückführung bereitgestellt werden. Überdies
reagiert das HCCI-Verfahren mit unakzeptablen Verbrennungsabläufen äußerst sensibel
auf Änderungen
der Ladungseigenschaften, so dass neben der Bereitstellung von Restgas
in der benötigten Menge
ebenfalls eine verbrennungszyklustreue, hochpräzise und zylinderindividuelle
Dosierung des Restgasanteils erforderlich ist.
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Der
Sekundärhub
erfolgt nach Anspruch 10 bevorzugt an einem Auslassventil. Im Falle
der oben erläuterten
Abgasrücksaugung
wird bereits in den Auslasskanal ausgeschobenes Abgas während des Ansaugtakts
der Brennkraftmaschine über
das dann nochmalig geöffnete
Auslassventil in den Brennraum rückgesaugt.
Demgegenüber
besteht aber auch die Möglichkeit,
den erfindungsgemäßen Ventiltrieb
als Motorbremse insbesondere bei luftverdichtenden Brennkraftmaschinen
zur sicherheitsrelevanten Ergänzung
der Betriebsbremse zu betreiben. Solche Motorbremsen werden üblicherweise
als Dauerbremse bei Nutzfahrzeugen eingesetzt und basieren auf dem
Prinzip, dass das Schleppmoment der sich im Schubbetrieb befindlichen
und nicht befeuerten Brennkraftmaschine durch Erhöhung der
Ladungswechselarbeit erheblich gesteigert werden kann und das Fahrzeug
dadurch abgebremst wird. In diesem Fall wird das Auslassventil während der
Verdichtungsphase nochmals geöffnet,
so dass die Zylinderladung nicht gasfederartig komprimiert, sondern
unter Aufbringung von Ausschiebearbeit in den Auslasskanal geschoben
wird.
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Hinsichtlich
der Abgasrücksaugung
kann es gemäß Anspruch
11 aber auch zweckmäßig sein, dass
der Sekundärhub
an einem Einlassventil erfolgt. In dieser alternativen Ausgestaltung
wird Abgas im Ausschiebetakt der Brennkraftmaschine bei nochmalig
geöffnetem
Einlassventil in den Einlasskanal ausgeschoben und während des
Ansaugtakts in den Brennraum rückgesaugt.
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Eine
Kombination dieser vorgenannten Möglichkeiten der Abgasrücksaugung
ist ebenfalls möglich.
Demnach kann es zur Einstellung von Menge und Temperatur des Restgases
vorteilhaft sein, sowohl Abgas aus dem Einlasskanal als auch aus
dem Auslasskanal rückzusaugen.
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Als
Hydraulikmittel wird nach Anspruch 12 der Einfachheit halber das
Schmieröl
der Brennkraftmaschine verwendet. Denkbar ist demgegenüber aber
auch die Verwendung beliebig anderer geeigneter Fluide in einem
Hydraulikmittelkreislauf, der dann vom Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine
zu separieren wäre.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
und aus den Zeichnungen, in denen ein Schlepphebeltrieb als Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Ventiltriebs
dargestellt ist. Es zeigen:
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1 den
Schlepphebeltrieb bei geschlossenem Gaswechselventil mit einem längsgeschnittenen
Schwenklager,
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2 eine
vergrößerte Darstellung
des Schwenklagers gemäß 1,
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3 den
Schlepphebeltrieb gemäß 1 bei
geöffnetem
Gaswechselventil,
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4 eine
vergrößerte Darstellung
des Schwenklagers gemäß 3.
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Ausführliche
Beschreibung der Zeichnungen
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In
den 1 bis 4 ist der erfindungsgemäße Ventiltrieb 1 am
Beispiel eines Schlepphebeltriebs 2 für eine Brennkraftmaschine offenbart.
Wie in 1 dargestellt, befindet sich in einer hohlzylindrischen
Ausnehmung 3 der Brennkraftmaschine ein Schwenklager 4,
das einen Schlepphebel 5 in Betätigungsrichtung eines Gaswechselventils 6 schwenkbar
lagert. Eine im Schlepphebel 5 drehbar gelagerte Rolle 7 dient
als reibungsarme Anlauffläche 8 zu
einem Nocken 9. Der Nocken 9 hat eine Nockenerhebungsphase 10,
die einen Hub am Gaswechselventil 6 erzeugt, und eine hubfreie
Grundkreisphase 11.
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Das
Schwenklager 4 ist Bestandteil einer hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung 12 und
ist in 1 sowie vergrößert in 2 für eine erste
Endposition "A" eines Kolbens 13 dargestellt.
Das Gaswechselventil 6 ist dabei geschlossen, da gleichzeitig der
Nocken 9 mit seiner Grundkreisphase 11 an der Rolle 7 anliegt.
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In
einer Innenmantelfläche 14 eines
topfartigen Gehäuses 15 ist
der Kolben 13 mit einer Außenmantelfläche 16 längsbeweglich
geführt.
In der ersten Endposition "A" liegt eine Stirnfläche 17 des
Kolbens 13 auf einem Boden 18 des Gehäuses 15 an. Der
Boden 18 hat eine Einformung 19 zur Aufnahme eines
Absperrmittels 20 für
einen innerhalb des Gehäuses 15 befindlichen
Druckraum 21, der durch die Stirnfläche 17 des Kolbens 13 begrenzt
wird. Das Absperrmittel 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel
als Kugelrückschlagventil 22 ausgebildet,
das zum Druckraum 21 hin öffnet und eine hydraulische
Verbindung zwischen wenigstens einem im Boden 18 des Gehäuses 15 angeordneten
Kanal 23 sowie dem Druckraum 21 herstellt.
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Der
Kanal 23 steht seinerseits in hydraulischer Verbindung
mit einer in die Ausnehmung 3 mündenden Hydraulikmittelleitung 24.
Diese ist ebenfalls Bestandteil der hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung 12 und
dient zur Versorgung des Druckraums 21 mit Hydraulikmittel,
dessen Druck über
eine schematisch dargestellte hydraulische Ansteuervorrichtung "S-P" einstellbar ist.
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Über eine
weitere mit der Hydraulikmittelleitung 24 kommunizierende
Zuleitung 25 besteht über einen
oder mehrere in die Innenmantelfläche 14 des Gehäuses 15 mündende Durchtritte 26 ebenfalls
Verbindung zum Druckraum 21. Dabei sind die Durchtritte 26 in
der ersten Endposition "A" des Kolbens 13 teilweise
oder vollständig
durch die Außenmantelfläche 16 des
Kolbens 13 versperrt. Die Zuleitung 25 ist vorzugsweise
so gestaltet, dass der Hydraulikmittelleitung 24 eine Ringnut 27 in
einer Außenmantelfläche 28 des
Gehäuses 15 zugeordnet
ist, wobei von der Ringnut 27 auch der zum Kugelrückschlagventil 22 führende Kanal 23 ausgeht.
Alternativ kann es selbstverständlich
auch vorgesehen sein, eine gleichwirkende Ringnut in der Ausnehmung 3 anzuordnen.
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Das
Schwenklager 4 verfügt
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine
hydraulische Ventilspielausgleichsvorrichtung 29, die in
einer hohlzylindrischen Ausnehmung 30 des Kolbens 13 angeordnet
ist und in bekannter Weise einen den Schlepphebel 5 lagernden
Ausgleichskolben 31 und einen Arbeitsraum 32 aufweist,
dem über
eine Versorgungsleitung 33 eine Hydraulikmittelversorgung "S-LA" zugeordnet ist.
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Um
eine unerwünschte
Beabstandung einer dem Schlepphebel 5 abgewandten Stirnseite 34 des Gehäuses 15 zu
einem Grund 35 der Ausnehmung 3 infolge dazwischen
aufgestauten Hydraulikmittels zu vermeiden, ist der Grund 35 über eine
Entlastungsleitung 36 mit einem drucklosen oder druckarmen
Reservoir "T" verbunden. Durch
die druckentlastende Wirkung der Entlastungsleitung 36 ist
es also nicht erforderlich, das Gehäuse 15 gegen unerwünschte Längsbewegung
infolge aufgestauten Hydraulikmittels in der Ausnehmung 3 der
Brennkraftmaschine zu sichern.
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In
den 3 und 4 befindet sich der Kolben 13 in
einer zweiten Endposition "B" und das Gaswechselventil 6 ist
geöffnet,
wobei der Nocken 9 nach wie vor mit seiner Grundkreisphase 11 die
Rolle 7 kontaktiert. Die Bewegung des Kolbens 13 von
der ersten Endposition "A" in die zweite Endposition "B" ist im Folgenden mit Bezug auf 4 beschrieben. Der
Kolben 13 verlässt
die erste Endposition "A" mit hoher Beschleunigung,
indem zunächst
ein Hauptvolumenstrom druckbeaufschlagten Hydraulikmittels aus der
Hydraulikmittelleitung 24 über den Kanal 23 bei
geöffnetem
Kugelrückschlagventil 22 in
den Druckraum 21 gelangt. Bei der weiteren Bewegung des
Kolbens 13 werden die Durchtritte 26 sukzessiv von
der Außenmantelfläche 16 des
Kolbens 13 freigegeben, so dass dann das Hydraulikmittel
widerstandsarm über
das Kugelrückschlagventil 22 und gleichzeitig über die
Zuleitung 25 und über
die Durchtritte 26 in den Druckraum 21 gelangen
kann. Das widerstandsarme Zuströmen
des Hydraulikmittels in den Druckraum 21 erzeugt eine hohe
Geschwindigkeit des Kolbens 13, so dass folglich die zweite
Endposition "B" in kurzer Zeit erreicht
wird. Dies ist besonders bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine
vorteilhaft, um auch dann einen großen Zeitquerschnitt des von
der hydraulischen Kraftaufbringeinrichtung 12 erzeugten
Hub am Gaswechselventil 6 zu realisieren.
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Der
Kolben 13 wird im Bereich der zweiten Endposition "B" durch Anschlagmittel 37 wieder
bis zum Stillstand abgebremst. Als Beispiel für ein solches Anschlagmittel 37 ist
in einem Einstich 38 des Gehäuses 15 ein Ringkörper 39 eingelegt,
dessen Innendurchmesser kleiner als desjenigen der Innenmantelfläche 14 des
Gehäuses 15 ist.
Ein Überschreiten
der zweiten Endposition "B" des Kolbens 13 wird
dadurch verhindert, dass ein unterer Absatz 40 einer Ringnut 41 des
Kolbens 13 gegen den Ringkörper 39 anschlägt. Die
Ringnut 41 ist dabei so breit zu gestalten, dass das Erreichen
der ersten Endposition "A" nicht durch Kontakt
eines oberen Absatzes 42 der Ringnut 41 mit dem
Ringkörper 39 behindert wird.
Als nicht dargestellte Variante eines gleichwirkenden Anschlagmittels
ist ebenfalls eine umgekehrte Anordnung denkbar. Dabei würde sich
ein Ringkörper
in einem Außeneinstich
des Kolbens 13 mit dem Kolben 13 mitbewegen und
in der zweiten Endposition "B" gegen einen Absatz
einer im Gehäuse 15 befindlichen
Ringnut anschlagen.
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Alternativ
oder ergänzend
ist auch ein hydraulisches Abbremsen des Kolbens 13 möglich, indem
die Außenmantelfläche 16 des
Kolbens 13 im Bereich der zweiten Endposition "B" eine oder mehrere Auslassöffnungen 43 freigibt,
die eine als Rücklauf "R" dienende Ablaufleitung 44 mit
dem Druckraum 21 verbinden. Der Kolben 13 regelt
in diesem Fall also seine zweite Endposition "B" selbsttätig, indem
er die Auslassöffnungen 43 gerade
so weit öffnet,
dass das in den Druckraum 21 zugeführte Hydraulikmittelvolumen
dem aus dem Druckraum 21 in die Ablaufleitung 44 abgeführten Hydraulikmittelvolumen
entspricht.
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Es
sei an dieser Stelle jedoch ausdrücklich erwähnt, dass die Variabilität der hydraulischen
Kraftaufbringeinrichtung hinsichtlich des Hubs des Kolbens 13 nicht
dadurch limitiert ist, dass der Kolben 13 die zweite Endposition "B" erreichen muss. Vielmehr ist es durch
geeignete Ansteuerung der hydraulischen Ansteuervorrichtung "S-P" möglich, dass
der Kolben 13 in jeder beliebigen Position zwischen der ersten
Endposition "A" und der zweiten
Endposition "B" zum Stillstand kommt,
um anschließend
zur Endposition "A", wie nachfolgend
beschrieben, zurückzukehren.
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Eine
Rückbewegung
des Kolbens 13 in Richtung der ersten Endposition "A" beginnt dann, wenn die hydraulische
Ansteuervorrichtung "S-P" einen Ablauf des
Hydraulikmittels aus dem Druckraum 21 gestattet. Der Ablauf
des Hydraulikmittels erfolgt -gegebenenfalls nach Verschließen der
Auslassöffnungen 43-lediglich über die
Durchtritte 26 und die Zuleitung 25 in die Hydraulikmittelleitung 24,
da das Kugelrückschlagventil 22 zum
Kanal 23 jetzt geschlossen ist. Kurz vor Erreichen der
ersten Endposition "A" wird der Kolben 13 abgebremst,
indem seine Außenmantelfläche 16 die
Durchtritte 26 sukzessiv verschließt. Ein sanftes Aufsetzen der
Stirnfläche 17 des Kolbens 13 auf
den Boden 18 des Gehäuses 15 kann dadurch
gewährleistet
werden, dass wenigstens einer der Durchtritte 26 in der
ersten Endposition "A" nicht vollständig versperrt
ist und nur einen kleinen Volumenstrom des Hydraulikmittels bei
entsprechend reduzierter Geschwindigkeit des Kolbens 13 aus
dem Druckraum 21 entweichen lässt.
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Eine
bevorzugte Alternative besteht in der Möglichkeit, den Druckraum 21 über einen
blendenförmigen
Drosselquerschnitt 45 mit der Zuleitung 25 zu
verbinden. Mit Hilfe eines solchen Drosselquerschnitts 45 kann
ein von der Viskosität
des Hydraulikmittels weitgehend unabhängiger Abbremsverlauf des Kolbens 13 bei
Erreichen der ersten Endposition "A" gewährleistet
werden. Damit sich die Bremswirkung des Drosselquerschnitts 45 optimal
entfaltet, ist es zweckmäßig die
Durchtritte 26 bereits vor Erreichen der ersten Endposition "A" durch die Außenmantelfläche 16 des Kolbens 13 vollständig zu
verschließen.
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Der
erfindungsgemäße Ventiltrieb 1 wurde am
Beispiel eines Schlepphebelventiltriebs 2 mit einem Schwenklager 4 als
bevorzugte Ausführungsform
erläutert.
Der Erfindungsgedanke lässt
sich jedoch gleichermaßen
in anderen Ventiltriebsbauformen, wie beispielsweise bei Tassentrieben
oder Stößelstangentrieben
umsetzen. Vom Schutzbereich der Erfindung sollen ferner auch Ventiltriebe
umfasst sein, die durch Koppelmittel umschaltbar ausgebildet sind,
um Hübe
mehrerer Nocken in Abhängigkeit
vom Koppelzustand selektiv auf das Gaswechselventil 6 zu übertragen.
Dies gilt gleichermaßen
für Ventiltriebe,
die den Hub des Gaswechselventils 6 mittels einem Nocken
und weiteren Verstellelementen kontinuierlich variieren.
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- 1
- Ventiltrieb
- 2
- Schlepphebeltrieb
- 3
- Ausnehmung
- 4
- Schwenklager
- 5
- Schlepphebel
- 6
- Gaswechselventil
- 7
- Rolle
- 8
- Anlauffläche
- 9
- Nocken
- 10
- Nockenerhebungsphase
- 11
- Grundkreisphase
- 12
- Kraftaufbringeinrichtung
- 13
- Kolben
- 14
- Innenmantelfläche
- 15
- Gehäuse
- 16
- Außenmantelfläche
- 17
- Stirnfläche
- 18
- Boden
- 19
- Einformung
- 20
- Absperrmittel
- 21
- Druckraum
- 22
- Kugelrückschlagventil
- 23
- Kanal
- 24
- Hydraulikmittelleitung
- 25
- Zuleitung
- 26
- Durchtritt
- 27
- Ringnut
- 28
- Außenmantelfläche
- 29
- Ventilspielausgleichsvorrich
-
- tung
- 30
- Ausnehmung
- 31
- Ausgleichskolben
- 32
- Arbeitsraum
- 33
- Versorgungsleitung
- 34
- Stirnseite
- 35
- Grund
- 36
- Entlastungsleitung
- 37
- Anschlagmittel
- 38
- Einstich
- 39
- Ringkörper
- 40
- unterer
Absatz
- 41
- Ringnut
- 42
- oberer
Absatz
- 43
- Auslassöffnung
- 44
- Ablaufleitung
- 45
- Drosselquerschnitt
- A
- erste
Endposition
- B
- zweite
Endposition
- S-P
- Ansteuervorrichtung
- S-LA
- Hydraulikmittelversorgung
- T
- Reservoir
- R
- Rücklauf