DE19951098A1 - Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils - Google Patents
Vorrichtung zum Betätigen eines GaswechselventilsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, das mit mindestens einer Ventilfeder in Schließrichtung belastet ist, die sich über eine Federauflage und eine hydraulische Stelleinheit mit einem in einem Stellzylinder geführten Stellkolben an einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine abstützt, wobei die Federauflage in axialer Richtung verschiebbar ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß der Stellkolben in seiner momentanen Position mechanisch blockiert ist, wenn der Hydraulikdruck im Stellzylinder unter einen vorgegebenen Wert abfällt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines
Gaswechselventils nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Elektromagnetische Aktuatoren zum Betätigen von Gaswechselven
tilen besitzen in der Regel zwei Schaltmagnete, einen Öffnungs
magneten und einen Schließmagneten, zwischen deren Polflächen
ein Anker koaxial zu einer Ventilachse verschiebbar angeordnet
ist. Der Anker wirkt direkt oder über einen Ankerstößel auf
einen Ventilschaft des Gaswechselventils. Bei Aktuatoren nach
dem Prinzip des Massenschwingers wirkt ein vorgespannter
Federmechanismus auf den Anker. Als Federmechanismus dienen
meist zwei vorgespannte Ventilfedern, von denen eine obere
Ventilfeder das Gaswechselventil in Öffnungsrichtung und eine
untere Ventilfeder in Schließrichtung belastet. Bei nicht
erregten Magneten wird der Anker durch die Ventilfedern in
einer Gleichgewichtslage zwischen den Magneten gehalten. Die
Ventilfedern können gemeinsam auf einer Seite oder jeweils
getrennt voneinander auf beiden Seiten des Aktuators angeordnet
sein.
Wird der Aktuator beim Start aktiviert, wird entweder der
Schließmagnet oder der Öffnungsmagnet kurzzeitig übererregt
oder der Anker mit einer Anschwingroutine mit seiner Resonanz
frequenz angeregt, um aus der Gleichgewichtslage angezogen zu
werden. In geschlossener Stellung des Gaswechselventils liegt
der Anker an der Polfläche des erregten Schließmagneten an und
wird von diesem gehalten. Der Schließmagnet spannt die in
Öffnungsrichtung wirkende Ventilfeder weiter vor.
Um das Gaswechselventil zu öffnen, wird der Schließmagnet
ausgeschaltet und der Öffnungsmagnet eingeschaltet. Die in
Öffnungsrichtung wirkende Ventilfeder beschleunigt den Anker
über die Gleichgewichtslage hinaus, so daß dieser von dem
Öffnungsmagneten angezogen wird. Der Anker schlägt an die
Polfläche des Öffnungsmagneten an und wird von dieser festge
halten. Um das Gaswechselventil wieder zu schließen, wird der
Öffnungsmagnet ausgeschaltet und der Schließmagnet eingeschal
tet. Die in Schließrichtung wirkende Ventilfeder beschleunigt
den Anker über die Gleichgewichtslage hinaus zum Schließmagne
ten. Der Anker wird vom Schließmagneten angezogen, schlägt auf
die Polfläche des Schließmagneten auf und wird von diesem fest
gehalten. Beide Ventilfedern sind soweit vorgespannt, daß sich
der Anker bei stromlosen Schaltmagneten auf eine annähernd
mittlere Lage zwischen den Polflächen der Schaltmagnete ein
stellt und daß gleichzeitig in bzw. kurz vor der Schließstel
lung des Gaswechselventils eine Restschließkraft von der un
teren Ventilfeder auf das Gaswechselventil wirkt.
Von Beginn an nicht berücksichtigte oder sich über der Zeit
verändernde Größen, wie beispielsweise Fertigungstoleranzen
einzelner Bauteile, Wärmedehnungen unterschiedlicher Materi
alien, durch Fertigungstoleranzen differierende Federsteifig
keiten der oberen und der unteren Ventilfeder sowie Setzer
scheinungen durch Alterung der Ventilfedern usw., können dazu
führen, daß die Ventilfedern mit einer unterschiedlichen oder
sich ändernden Kräften auf das Gaswechselventil wirken und die
durch die Ventilfedern bestimmte Gleichgewichtslage nicht mit
einer energetischen Mittenlage zwischen den Polflächen überein
stimmt bzw. nicht eine vorbestimmte Position aufweist. Ferner
können derartige Größen und Verschleiß an den Ventilsitzen dazu
führen, daß der Anker an der Polfläche des Schließmagneten
nicht mit einer ausreichenden Schließkraft anliegt oder bereits
anliegt, bevor das Gaswechselventil vollständig schließt. Heiße
Brenngase, die über unzureichend schließende Ventile abströmen,
zerstören die Ventilsitze.
Andererseits ist es durch unterschiedliche Wärmedehnungen mög
lich, daß der Anker bei geschlossenem Gaswechselventil nicht
mehr vollständig an der Polfläche des Schließmagneten zum An
liegen kommt, so daß der Energiebedarf des Schließmagneten und
die Schließkraft stark zunehmen. Dies hat einen erhöhten Ver
schleiß der Ventilsitze zur Folge. Ferner ist mit diesem
Vorgang in der Regel ein reduzierter Öffnungshub des Gaswech
selventils verbunden, so daß die Drosselverluste beim Ladungs
wechsel zunehmen und sich der Wirkungsgrad verschlechtert.
Ferner verschleißen die Ventilsitze übermäßig, wenn die
Schließkraft und damit der Aufprall des Ventils auf den Ventil
sitz zu groß sind. Es wäre wünschenswert, wenn die Kraft der
Ventilfeder in engen Grenzen definiert werden könnte und über
der Betriebsdauer und Lebensdauer gleich bliebe.
Bei Gaswechselventilen, die über eine Nockenwelle betätigt und
dabei von einer in Schließrichtung wirkenden Ventilfeder ge
schlossen werden, können Wärmedehnungen, Sitzringeinschlag,
Setzerscheinungen durch Alterung der Ventilfeder usw. ebenfalls
dazu führen, daß das Gaswechselventil unzureichend schließt und
verschleißt.
Aus der DE 197 02 458 A1 ist ein elektromagnetischer Aktuator
für ein Gaswechselventil mit einem Ventilspielausgleich be
kannt. Auf den Aktuator, der in einem im Zylinderkopf axial
verschiebbaren Gehäuse untergebracht ist, wirkt zu beiden Sei
ten jeweils eine Ventilfeder, von denen sich eine unmittelbar
am Zylinderkopf abstützt und über einen Ventilschaft Druckkräf
te auf einen Ankerstößel überträgt, während die andere am an
deren Ende des Ankerstößels angeordnet ist und sich über das
Gehäuse und eine Stelleinheit am Zylinderkopf abstützt, die als
Ventilspielausgleich dient. Die Stelleinheit ist an der Druck
ölversorgung der Brennkraftmaschine angeschlossen und wird mit
einem Öldruck von etwa 0,5 bis 1 bar beaufschlagt. Sie ver
stellt das Gehäuse des Aktuators während der Schließstellung in
Richtung des Gaswechselventils, bis der Ankerstößel spielfrei
am Ventilschaft anliegt. Dadurch ist gewährleistet, daß während
des Betriebs der Brennkraftmaschine immer ein gleichmäßiger
Stelldruck zur Verfügung steht. Dabei wirkt die Stellkraft der
Stelleinheit der Restschließkraft der unteren Ventilfeder ent
gegen, so daß diese entsprechend stärker dimensioniert werden
muß. Beim Öffnungshub des Gaswechselventils wird der Zufluß zur
Stelleinheit durch ein Rückschlagventil blockiert. Das Aktua
torgehäuse kann sich dann über die Stelleinheit am Zylinderkopf
abstützen.
Aus der DE 26 13 484 A1 ist eine Ventilsteuerung für Brenn
kraftmaschinen bekannt, bei der ein Gaswechselventil in Rich
tung auf seine Schließlage durch eine Ventilfeder belastet.
Eine Nockenwelle betätigt das Gaswechselventil entgegen der
Vorspannung der Ventilfeder. Die Vorspannung kann in Abhängig
keit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine verändert werden,
indem sich die Ventilfeder gehäuseseitig über einen hydraulisch
beaufschlagbaren Kolben abstützt. Somit entspricht die Vorspan
nung der Ventilfeder dem jeweiligen Hydraulikdruck. Die Vor
spannung kann in Abhängigkeit vom Schmieröldruck der Maschine
verändert werden.
Aus der DE 41 29 637 A1 ist eine ähnliche Einrichtung zur Än
derung der Federkraft einer Ventilfeder eines Gaswechselventils
bekannt, das über einen Tassenstößel von einer Nockenwelle be
tätigt wird. Eine oder mehrere koaxial zueinander angeordnete,
gegenläufige Ventilfedern stützen sich auf einem Ringkolben
einer Stelleinheit ab, der in einem Ringzylinder geführt ist.
Der Ringzylinder wird mit Drucköl über ein Rückschlagventil
beaufschlagt, z. B. mit dem Öl aus dem Schmierkreislauf der
Brennkraftmaschine. Ein Drosselspalt zwischen dem Ringkolben
und dem Ringzylinder sorgt dafür, daß der Druck im Ringzylinder
langsam abfallen kann. Auf der Druckseite des Ringkolbens ist
schließlich eine Schraubenfeder angeordnet, die die axiale
Bewegung des Ringkolbens unterstützt.
Bei den bekannten hydraulischen Stelleinheiten fällt wähtend
des Stillstands der Brennkraftmaschine der Druck im Stellzylin
der ab, so daß die durch den Hydraulikdruck definierte Vorspan
nung der Ventilfeder verloren geht und erst wieder beim Neu
start der Brennkraftmaschine aufgebaut werden muß. Das gleiche
geschieht, wenn der Versorgungsdruck des Stellzylinders ab
fällt.
Ferner ist aus der EP 0 471 614 A1 eine Betätigungsvorrichtung
für ein Gaswechselventil mit einem Elektromagnetischen Aktuator
bekannt. Eine in Schließrichtung des Gaswechselventils wirkende
Ventilfeder stützt sich am Magnetjoch eines Öffnungsmagneten
ab, der über eine mechanische Stelleinheit auf einen Schließ
magneten zu verstellt werden kann. Dadurch wird gleichzeitig
mit dem Hub des Gaswechselventils die Vorspannung der Ventilfe
der verändert, die das Gaswechselventil in Schließrichtung be
lastet. Zwar ist eine Verstellung während einer Stillstandspha
se der Brennkraftmaschine nicht zu befürchten, aber es ist
schwer, eine bestimmte Federvorspannung einzustellen oder
einzuhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungs
bildenden Vorrichtung die Vorspannung der Ventilfeder im Still
stand der Brennkraftmaschine oder bei Unterbrechung der Druck
ölversorgung der Stelleinheit beizubehalten. Die Aufgabe wird
erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vor
teilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach der Erfindung ist der Stellkolben in seiner momentanen
Position mechanisch blockiert, wenn der Hydraulikdruck im
Stellzylinder unter einen vorgegebenen Wert abfällt. Steigt der
Druck über den vorgegebenen Wert wieder an, wird die Blockie
rung gelöst und die Ventilfeder kann sich entsprechend dem
Hydraulikdruck auf die gewünschte Vorspannung einstellen.
Um den Stellkolben zu blockieren, ist nach einer Ausgestaltung
der Erfindung mindestens ein Klemmkörper vorgesehen, den ein
Federelement in die Blockierstellung drückt, während der Hy
draulikdruck in Entsperrichtung entgegen der Kraft der Feder
direkt oder indirekt auf den Klemmkörper wirkt. Dabei ist das
Federelement so bemessen, daß der Klemmkörper oberhalb eines
vorgegebenen Wertes des Hydraulikdrucks entsperrt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bildet der
Stellkolben an seinem Umfang mit dem Stellzylinder einen Ring
spalt, der sich in Entsperrichtung mindestens in einem Teilbe
reich des Umfangs konisch erweitert. In die konische Erweite
rung drückt die Feder den Klemmkörper, der ein Federring mit
einem entsprechenden Klemmkonus sein kann. Der Winkel, den die
Wirkflächen des Klemmkonus einschließen, ist auf die Feder so
abgestimmt, daß eine ausreichende Klemmwirkung erzeugt wird.
Die Klemmkörper können auch mehrere keilförmige Elemente sein,
die z. B. in Längsnuten geführt sind und mit entsprechenden
Keilflächen in den konischen Spalt gedrückt werden, so daß eine
Klemmwirkung zwischen dem Stellzylinder und dem Stellkolben
entsteht. Der Hydraulikdruck schiebt den bzw. die Klemmkörper
direkt oder indirekt entgegen der Kraft der Feder in den sich
erweiternden Teil des Ringspalts zurück, so daß der Stellkolben
im Stellzylinder wieder axial frei beweglich ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Stell
kolben als Ringkolben ausgebildet der in einem Ringzylinder mit
einer koaxialen Trennwand angeordnet ist an der Klemmkörper zum
Stellkolben hin kippbar gelagert sind. Eine Feder drückt die
Klemmkörper auf der einen Seite des Kipplagers gegen eine Um
fangsfläche des Stellkolbens, während der Hydraulikdruck über
einen Entsperrkolben entgegen der Kraft der Feder auf der ande
ren Seite des Kipplagers auf die Klemmkörper wirkt und diese in
eine Entsperrstellung kippt. Hierzu weist der Entsperrkolben
Schrägflächen auf, an denen die Klemmkörper anliegen. Fällt der
Systemdruck ab, wird der Entsperrkolben durch die Feder über
die Klemmkörper und die Schrägflächen in seine Ausgangslage
zurückgeschoben. Gleichzeitig gelangen die Klemmkörper wieder
in ihre Sperrstellung.
Zur Reduzierung der Teilevielfalt ist es vorteilhaft, die Fe
derauflage einstückig mit dem Stellkolben auszuführen.
Schließlich ist bei einer Ausgestaltung der Erfindung der
Stellkolben durch eine Ausgleichsfeder unterstützt. Diese
bringt einen Teil der Stellkraft auf, so daß einerseits für die
Verstellung ein geringerer Hydraulikdruck erforderlich ist und
andererseits kleinere Klemmkräfte ausreichen um den Stellkolben
in seiner Stellung zu halten.
Die Ausgleichsfeder und der Stellkolben können achsparallel
zueinander und zur Ventilfeder angeordnet sein und zwar so, daß
ihre resultierende Stellkraft koaxial zur Ventilfeder verläuft,
wenn der Hydraulikdruck oberhalb eines gegebenen Werts liegt,
und daß die resultierende Stellkraft achsparallel verläuft,
wenn der Hydraulikdruck unter dem vorgegebenen Wert liegt, so
daß zusammen mit der Ventilfeder ein Kippmoment auf den Stell
kolben ausgeübt wird, sobald der Hydraulikdruck einen vorgege
benen Wert unterschreitet. Durch die Kippbewegung verklemmt der
Stellkolben im Stellzylinder, und die Blockierstellung wird
erst wieder gelöst, wenn der Hydraulikdruck den vorgegebenen
Wert übersteigt. Die Klemmwirkung kann durch einen schmalen
Bund am Umfang des Stellkolbens verstärkt werden.
Zweckmäßigerweise ist in der Zuleitung des Hydraulikmittels ein
Magnetventil vorgesehen, das in stromlosen Zustand die Zulei
tung sperrt. Damit ist der Stellzylinder zunächst hydraulisch
verriegelt, wenn die Brennkraftmaschine stillgesetzt wird. Bei
kurzen Stillstandsphasen reicht die hydraulische Verriegelung
aus, wobei der Hydraulikdruck nur langsam über die Dichtspalte
abfallen und sich die Stelleinheit entleeren kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe
schreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Er
fihdung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthal
ten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die
Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinn
vollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Teilschnitt durch eine erfindungs
gemäße Vorrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Stelleinheit 10 in Fig. 1,
Fig. 3 eine Variante zu Fig. 2,
Fig. 4 eine weitere Variante zu Fig. 2 und
Fig. 5 eine weitere Variante zu Fig. 2.
In einem Zylinderkopf 1 ist ein Gaswechselventil 2 mit seinem
Ventilschaft 6 axial beweglich geführt. Es liegt mit seinem
Ventilteller 3 an einem Ventilsitzring 5 an und verschließt
somit einen Gaswechselkanal 4, dessen Mündung von dem Ventil
sitzring 5 gebildet wird. Eine Ventilfeder 7 hält das Gaswech
selventil 2 in einer geschlossenen Stellung, indem sie den
Ventilschaft 6 über einen Federteller 8 belastet und sich
andererseits über eine Federauflage 9 bzw. 39 über eine hydrau
lische Stelleinheit 10 am Zylinderkopf 1 abstützt.
In der Fig. 2 ist die Stelleinheit 10 detaillierter darge
stellt, während die Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 Stelleinheiten
11, 12 und 13 als Varianten zur Stelleinheit 10 darstellen. In
den unterschiedlichen Ausführungen sind gleich wirkende Teile,
wie z. B. der Ventilschaft 6, die Ventilfeder 7 usw., in den
Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die Stelleinheit 10 besitzt einen Stellkolben 14, der koaxial
zum Ventilschaft 6 und der Ventilfeder 7 angeordnet ist und
sich in einem Stellzylinder 18 axial verschiebbar bewegt. Dem
Stellzylinder 18 wird über eine Zuleitung 22 Hydrauliköl zu
geführt, z. B. kann als Hydrauliköl das Schmieröl der Brenn
kraftmaschine dienen. Ferner ist im Stellzylinder 18 eine Aus
gleichsfeder 42 untergebracht, durch die ein Teil der Stell
kraft aufgebracht wird. Dadurch kann der Hydraulikdruck, durch
den eine definierte Vorspannung der Ventilfeder 7 erzielt wird
geringer gehalten werden.
Der Stellkolben 14 bildet zur Ventilfeder 7 hin einen sich
konisch erweiternden Ringspalt 26, in dem ein Klemmkörper 24 in
Form eines Klemmrings angeordnet ist. Der Klemmkörper 24 be
sitzt Wirkflächen 47, 48, die einen gleichen Winkel einschlie
ßen wie die Umfangsfläche des Stellkolben 14 und die Mantelflä
che des Stellzylinders 18. Federn 25 drücken den Klemmkörper 24
zwischen den Stellkolben 14 und den Stellzylinder 18 und
klemmen ihn fest, sobald der Hydraulikdruck im Stellzylinder 18
einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Die Federn 25 können
einzelne, auf dem Umfang verteilte Schraubenfedern sein oder
Federn, die den Stellkolben umgeben. Sie stützen sich an der
Federauflage 9 ab.
Die Zuleitung 22 des Hydrauliköls führt über den Ringspalt 26
zu dem Druckraum des Stellzylinders 18, und zwar zwischen den
Klemmkörper 24 und einer Dichtung 23, die zwischen dem Stell
kolben 14 und dem Stellzylinder 18 angeordnet ist. Steigt der
Hydraulikdruck über den vorgegebenen Wert an, wird der Klemm
körper 24 entgegen der Kraft der Federn 25 zurückgeschoben und
gibt den Stellkolben frei, so daß dieser sich axial frei be
wegen kann und entsprechend dem Hydraulikdruck die Ventilfeder
7 vorspannt.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist ein Stellkolben 15 als
Ringkolben ausgebildet, der in einem ringförmigen Stellzylinder
19 axial verschiebbar ist wobei eine Trennwand 30 die innere
Wand des Stellzylinders 19 bildet. Das Hydrauliköl wird über
eine Zuleitung 31 und ein Rückschlagventil 32 zugeführt, so daß
der Stellkolben 15 die Ventilfeder 7 über die Federauflage 39
entsprechend der Höhe des Hydraulikdrucks vorspannt.
An der Trennwand 30 sind Klemmkörper 33 in Kipplage 44 gelagert
sie werden auf der einen Seite des Kipplagers 44 von einer
Spreizfeder 35 belastet, während sie sich an der anderen Seite
vom Kipplager 44 an einer Schrägen 36 eines Entsperrkolbens 37
abstützen. Die Kontaktfläche des Klemmkörpers 33 an dem Ent
sperrkolben 37 ist zweckmäßigerweise der Schrägen 36 angepaßt.
Der Entsperrkolben 37 wird in gleicher Weise wie der Stellkol
ben 15 vom Hydraulikdruck beaufschlagt. Nimmt der Hydraulik
druck einen vorgegebenen Wert an, drückt der Entsperrkolben 37
über die Schräge 36 den Entsperrkörper 33 in die Entsperrstel
lung, während in dem Fall, wenn der Hydraulikdruck den vorgege
benen Wert unterschreitet oder kein Druck vorhanden ist die
Spreizfeder 35 die Klemmkörper 33 in die Sperrstellung gegen
die Innenwand des Ringkolbens 15 drückt und somit den Stellkol
ben 15 blockiert.
Die Stelleinheit 12 nach Fig. 4 unterscheidet sich von der
Stelleinheit 10 nach Fig. 2 dadurch, daß die Klemmkörper 28 im
Druckraum eines Stellzylinders 20 angeordnet sind und durch Fe
dern 29 belastet werden. Der Klemmkörper 28 der als Klemmring
mit Wirkflächen 45, 46 ausgebildet sein kann oder aus mehren
Teilen besteht, die in Nuten geführt sind, wird durch die Fe
dern 29 in einen sich in Entsperrichtung erweiternden Ringspalt
27 gedrückt. Der Zulauf 22 des Hydrauliköls erfolgt über die
Klemmkörper 28, so das diese bei Druckbeaufschlagung zurückge
schoben werden und sich der Stellkolben 16 in Stellrichtung
frei bewegen kann. Fällt der Hydraulikdruck unter einen vorge
gebenen Wert, wird der Stellkolben 16 durch die Klemmkörper 28
in seiner Position gehalten.
Bei der Stelleinheit 13 nach Fig. 5 ist eine Ausgleichsfeder 49
und ein Stellkolben 17 mit einem Stellzylinder 21 axparallel
zum Ventilschaft 6 angeordnet. Dabei ist die Ausgleichsfeder 49
so auf den Stellkolben 17 abgestimmt, daß die resultierende
Stellkraft aus der Federkraft 50 und der Kraft 51 des Stellkol
bens 17 koaxial zum Ventilschaft 6 liegt, so daß im Zusammen
wirken mit einer Kraft 52 der Ventilfeder 7 keine nennenswerten
Kippmomente auftreten. Fällt der Hydraulikdruck im Druckraum
des Stellzylinders 21 unter einen vorgegebenen Wert, verschiebt
sich das Kräftegleichgewicht dahingehend, das ein Kippmoment
auf den Stellkolben 17 wirkt und dieser im Stellzylinder 21
verklemmt wird. Die Klemmwirkung wird durch einen Bund 43 am
Umfang des Stellkolbens 17 verstärkt. Mit zunehmenden Hydrau
likdruck wird das Kippmoment abgebaut, so daß oberhalb eines
vorgegebenen Hydraulikdrucks die Federvorspannung der Ventilfe
der 7 wieder entsprechend eingestellt werden kann.
In einer Zuleitung 40 des Stellzylinders 21 ist ein ansteuerba
res Magnetventil 41 vorgesehen, das im stromlosen Zustand die
Zuleitung 40 sperrt. Dadurch wird im Stillstand der Brennkraft
maschine der Stellzylinder 21 hydraulisch blockiert. Bei kurzen
Betriebspausen kann das Druckniveau im Stellzylinder 21 gehal
ten werden, ohne daß die mechanische Verriegelung wirkt und der
Druck beim Neustart der Brennkraftmaschine wieder aufgebaut
werden muß.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils einer
Brennkraftmaschine, das mit mindestens einer Ventilfeder in
Schließrichtung belastet ist, die sich über eine Federauflage
und eine hydraulische Stelleinheit mit einem in einem Stellzy
linder geführten Stellkolben an einem Zylinderkopf der Brenn
kraftmaschine abstützt, wobei die Federauflage in axialer
Richtung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Stellkolben (14, 15, 16, 17) in seiner momentanen Position
mechanisch blockiert ist, wenn der Hydraulikdruck im Stellzy
linder (18, 19, 20, 21) unter einen vorgegebenen Wert abfällt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Klemmkörper (24, 28, 33) vorgesehen ist, den ein
Federelement (25, 29, 35) in die Blockierstellung drückt, und
der Hydraulikdruck in Entsperrichtung entgegen der Kraft des
Federelements (25, 29, 35)direkt oder indirekt auf den Klemm
körper (24, 28, 33) wirkt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stellkolben(14, 16) an seinem Umfang mit dem Stellzy
linder (18, 20) einen Ringspalt (26, 27) bildet, der sich in
Entsperrichtung mindestens in einem Teilbereich des Umfangs
konisch erweitert und in dem der Klemmkörper (24, 28) mit
entsprechenden konischen Flächen (45, 46, 47, 48) angeordnet
ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Stellkolben (15) als Ringkolben ausgebildet ist, der in einem
Ringzylinder (19) mit einer koaxialen Trennwand (30) angeord
net ist, an der Klemmkörper (33) zum Stellkolben (15) hin
kippbar gelagert sind, wobei eine Feder (35) die Klemmkörper
(33) gegen eine Umfangsfläche (34) des Stellkolbens (15) drückt
und der Hydraulikdruck die Klemmkörper (33) über einen
Entsperrkolben (37) entgegen der Kraft der Feder (35)in die
Entsperrstellung kippt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Klemmkörper (33) unter der Belastung der Feder (35)
auf der dem Entsperrkolben (37) zugewandten Seite eines Kippla
gers (44) an einer Schrägen (36) am Entsperrkolben (37) abstüt
zen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Federauflage (9, 39) einstückig mit dem
Stellkolben (16, 17) ausgeführt ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß in Richtung des Stellkolbens (14, 17) eine
Ausgleichsfeder (42, 49) auf die Federauflage (9, 39) wirkt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Ausgleichsfeder (42) achsparallel zum Stellkolben (17)
angeordnet und so auf den Stellkolben (17) abgestimmt ist, daß
die resultierende Stellkraft im wesentlichen koaxial zur
Ventilfeder (7) verläuft, wenn der Hydraulikdruck im Stellzy
linder (21) oberhalb des vorgegebenen Werts liegt, und
achsparallel verläuft, wenn der Hydraulikdruck unter den
vorgegebenen Wert abfällt, so daß der Stellkolben (17) kippt
und verklemmt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Stellkolben (17) am Umfang einen Bund (43) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in einer Zuleitung (40) des Hydrau
likmittels ein Magnetventil (41) vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19951098A DE19951098C2 (de) | 1999-10-23 | 1999-10-23 | Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils |
Applications Claiming Priority (1)
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