DE2110607B2 - Hydraulisches antriebssystem fuer periodisch bewegte steuerteile von kraftmaschinen - Google Patents

Description

Antriebssystem mündet in den Antriebszylinder innerhalb der innersten Extremstellung des Geberkolbens eine Zuführungsleitung über ein nach innen öffnendes Rückschlagventil, welche Leitung beispielsweise mit dem Schmierölkreislauf der Kraftmaschine in Verbindung steht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden E'ündung, ein hydraulisches Antriebssystem der eingangs näher bezeichneten Art, bei der Antriebszylinder und Betätigungszylinder in ständiger gegenseitiger Verbindung stehen, so weiterzubilden, daß einerseits unabhängig davon, ob der Geberkolbers stets seine äußere Extremstellung erreicht, das hydraulische Gestänge zwischen Geberkolben und Antriebskolben ausreichend mit Flüssigkeit gefüllt ist, daß andererseits die ständige Betätigung von mechanischen Ventilen weitgehend vermieden wird, wobei gleichzeitig die Möglichkeit geschaffen werden soll, ohne Verstellung oder Veränderung der Nockenscheibe den Zeitpunkt des Beginnes der Betätigung des Steuerteils auf eine einfache Weise genau einstellen zu können.

Die Aufgabe wird bei der eingangs näher beschriebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens eine weitere Eintrittsöffnung für unter überdruck stehendes hydraulisches Medium vorgesehen ist, die in an sich bekannter Weise ohne Rückschlagventil im Bereich der äußeren Extremstellung des Geberkolbens in den Antriebszylinder mündet und vom Geberkolben steuerbar ist, und daß der an die weitere Eintrittsöffnung angeschlossenen Leitung ein einstellbares Drosselventil zugeordnet is'.

Während bei der bekannten Vorrichtung nach der USA.-Patentschrift 1 810 465 die Gefahr besteht, daß der Geberkolben nicht immer seine äußerste Extremstellung erreicht, so daß kein Drucköl in das hydraulische Gestänge nachgefüllt werden kann, besitzen die bekannten Systeme nach der deutschen Patentschrift 551 726 und der französischen Patentschrift 941 789 den Nachteil, daß praktisch bei jedem Zyklus, bei dem ein geringer Ölverlust in dem hydraulischen Gestänge auftritt, das mechanische Rückschlagventil betätigt wird.

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung werden diese Nachteile ausgeschlossen, indem das Rückschlagventil nur wirksam wird, wenn der Geberkolben seine äußere Extremstellung ohne öffnen des Rückschlagventils nicht erreichen würde. Gleichzeitig wird hierbei gewährleistet, daß der Geberkolben stets eine vorbestimmte Ausgangsstellung in der äußeren Extremlage einnimmt, so daß mit Hi'fe der einstellbaren Drosselvorrichtung in der nahe der äußeren Extremstellung in den Antriebszylinder mündenden Druckflüssigkeitsleitung der Zeitpunkt genau eingestellt werden kann, bei dem nach Beginn des Arbeitshubes des Geberkolbens infolge der Betätigung durch die Nockenscheibe das hydraulische Gestänge auf den Betätigungskolben des Steuerteils zur Wirkung gelangt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischei" Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch einen Längsschnitt durch ein hydraulisches Antriebsaggregat zum Betätigen des Auslaßventils eines Motorzylinders,

F i g. 2 ebenfalls schematisch und teilweise im Schnitt einen Teil eines Motorzylinders mil einem Auslaßventil, das dazu eingerichtet ist, an das in Fig. 1 gezeigte Aggregat angeschlossen zu werden, und

Fig. 3 auf ähnliche Weise wie Fig. 2 eine geänderte Ausführungsform der Bewege- und Rückstell-5 organe des betreffenden Auslaßventils.

In der Zeichnung bezeichnet 1 das Antriebsaggregat eines hydraulischen Antriebssystems, während 2 das von diesem bewegte Organ und 3 eine hydraulische Verbindungsleitung zwischen diesen be-

zeichnet. Es ist vorausgesetzt, daß das System in den gezeigten Ausführungen in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine verwendet wird, an welcher das Antriebsaggregat 1 mit einer abgerichteten Fläche 12 auf einer entsprechenden Fläche 13 am zugehörigen

is Motorzylinder festgebolzt ist.

Hydraulische Flüssigkeit, vorzugsweise öl vom Druckschmiersystem der Maschine, wird unter einem geringen Überdruck durch eine Zufuhrleitung 4 dem Zylinder 5 des Antriebsaggregats zugeführt, in dem

ein Kolben 6 arbeitet, der von einem Nocken 10 auf der Nockenwelle 11 der Maschine angetrieben wird, und zwar über eine Rolle 9, die auf übliche Weise in einem von einer Führung 8 geführten Nockenfolger 7 gelagert ist.

Das Antriebsaggregat ist, wie erwähnt, am zugehörieen Motorzylinder 14, F i g. 2, festgebolzt, dessen Z)₁ linderfutter mit 15 bezeichnet ist. Das Futter wird auf übliche Weise von einem Zylinderdeckel 16 mit einem Auslaßventil 17 festgehalten, dessen Ventilteller mit 18 und dessen Ventilschaft mit 19 bezeichnet ist. Der Mechanismus zum Bewegen des Auslaßventils besteht aus einem hydraulischen Zylinder 20 mit einem Kolben 21, der einen Teil des Ventilschaftes 19 bildet oder direkt auf diesen einwirkt, so daß das Ventil geöffnet wird, wenn durch die Verbindungsleitung 3 Hydraulikflüssigkeit unter genügend hohem Druck zugeführt wird. Das Öffnen erfolgt untei Überwindung einer Rückstellkraft, die von einem Druckluftzylinder 23 mit einem am Ventilschaft 19 befestigten Kolben 22 h ^rrührt, dem durch einen Kanal 24 Druckluft von einer nicht gezeigten Druckluftquelle zugeführt wird, die von einem zur Maschine gehörenden Startluftbehälter gebildet werden kann.
Das Antriebsaggregat 1, F i g. 1, erhält, wie erwähnt, das Drucköl durch eine Zufuhrleitung 4, von wo aus das öl durch zwei Kanäle 31 und 32 in den Zylinder geleuet wird, welche Kanäle in unmittelbarer Nähe der gezeigten äußeren Totpunktstellung des Kolbens 6 bzw. kurz innerhalb der inneren Totpunktstellung des Kolbens im Zylinder in letzteren einmünden. In den Kanal 32 ist ein sich nach innen öffnendes Rückschlagventil 33 und in den Kanal 31 ein regelbares Drosselventil 35 eingesetzt.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte System funktioniert folgendermaßen:

Wird angenommen, daß die Nockenwelle 11 im Uhrzeigersinn rotiert, bewegt die Nockenscheibe 10 den Nockenfolger 7 und damit den Kolben 6 nach oben. Während des ersten Teils der nach oben gerichteten Bewegung kann durch den Kanal 31 und das Drosselventil 35 Öl entweichen, während der Durchtritt durch den Kanal 32 durch das Rückschlagventil 33 verhindert wird. Abhängig vom Widerstand, den das Drosselventil 35 bietet, steigt der Druck im Zylinder mehr oder weniger steil an, und wenn er, eventuell erst nach dem Verschließen des Kanals 31 durch den Kolben, einen bestimmten Wert erreicht hat, überwindet der Druck im Zylinder

20 den vom Luftzylinder 22, 23 ausgeübten Gegendruck, und das Auslaßventil wird geöffnet, bis der Kolben 22 gegen eine den Ventilschaft umgebende Buchse stößt, die einen Anschlag bildet. Sollte der Kolben 6 im Antriebszylinder 5 zu diesem Zeitpunkt seine innere Extremstellung noch nicht erreicht haben, entweicht das überschüssige öl durch ein nicht gezeigtes Sicherheitsventil, das an die Verbindungsleitung 3, den Zylinder 20 oder den Zylinder 5 angeschlossen sein kann. Sobald der höchste Punkt des Nockens die Rolle 9 passiert hat, wird der Kolben 6 wieder nach unten bewegt, und zwar von einer nicht gezeigten Rückstellfeder zwischen dem Nockenfolger7 und dem unteren Ende des Zylinders 5 sowie vom durch den Druckluftzylinder 22, 23 aufrechterhaltenen Flüssigkeitsdruck im System, welcher Druckluftzylinder das Auslaßventil positiv schließt, bis dessen Ventilteller 18 fest gegen seinen Sitz anliegt. Sollte der Kolben 6 wegen Flüssigkeitsverlustes aus dem hydraulischen System während der Druck- so phase zu diesem Zeitpunkt seinen unteren Totpunkt noch nicht ganz erreicht haben, wird die fehlende Druckflüssigkeit durch den Kanal 31 zugeführt, dessen Mündung bloßgelegt wird, kurz bevor der Kolben 6 seine äußere Totpunktstellung erreicht hat.

Bei normaler Funktion verbleibt das Rückschlagventil 33 somit unwirksam, da es nur dann in Funktion tritt, wenn sich der Antricbskolben 6 nach unten bewegt, ohne es erreicht zu haben, den Zufuhrkanal 31 zu öffnen, bevor sich der Ventilteller 18 des Aus-'aßventils gegen seinen Sitz legt und die Bewegung des hydraulischen Kolbens 21 stoppt. In dieser Situation öffnet sich das Rückschlagventil 33 und läßt öl in den Zylinder 5 einströmen, ehe sich in diesem ein wesentlicher Unterdruck entwickelt hat.

Sollte das Auslaßventil zu einem Zeitpunkt offenstehen, zu dem der Antriebskolben 6 sich in seiner äußeren Totpunktstellung oder in deren Nähe befindet und den Zufuhrkanal 31 bloßlegt, werden die Kolben 21 und 22 hochgetrieben, wenn Druckluft in den Zylinder 23 eingeleitet wird, und überschüssiges Öl im Zylinder 20, der Verbindungsleitung 3 und dem Zylinder 5 wird durch den Kanal 31 hinausgedrückt.

F i g. 3 veranschaulicht, wie bereits erwähnt, die Anwendung des Systems im Zusammenhang mit einem Auslaßventil mit mechanischer Rückstellfeder. Die Teile des hydraulischen Systems sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wie in F i g. 2, und 25 bezeichnet einen Kanal, von dem vorausgesetzt wird, daß die nicht gezeigte Verbindungsleitung 3 an ihn angeschlossen ist. Der Ventilschaft 19 trägt einen Kragen 26, an dem ein Satz Zugstangen 27 befestigt ist, die durch entsprechende Bohrungen im Material des hydraulischen Zylinders 20 hindurchgeführt und oben an einem Federteller 28 befestigt sind, der auf einem Kranz aus Schraubenfedern 29 ruht, deren untere Enden auf einer Platte 30 stehen, die am hydraulischen Zylinder 20 befestigt und zusammen mit diesem am Gehäuse des Auslaßventils festgebolzt ist. Das Auslaßventil wird hier von den Federn 29 auf übliche Weise geschlossen gehalten, solange der Druck im hydraulischen Zylinder 20 nicht hoch genug ist, um die Federkraft zu überwinden und das Ventil zu öffnen.

Die Wirkungsweise ist der oben beschriebenen analog, so weit es sich um normalen Betrieb und das Anlassen nach längerem Stillstand dreht, nur besteht der Unterschied, daß nach längerem Stillstand sämtliche Auslaßventile geschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ρ , zwangsweise Kopplung zwischen dem Geberkolbei ratemansprucn: _{uQd dem} Betätigungskolben unterbrochen wird. Un Hydraulisches Antriebssystem für periodisch dann, wenn, in dem hydraulischen Gestänge zwischer bewegte Steuerungsstelle von Kraftmaschinen, dem Geberkolben und dem Betätigungskolben zuviel insbesondere Auslaßventile von Brennkrafüna- 5 hydraulisches Medium vorhanden ist, dieses wiedei schinen, mit einem hydraulisch beaufschlagten in den Vorratsbehälter zurückdrücken zu können, isl Betätigungskolben für das unter der Einwirkung in der äußeren extremen Stellung des Geberkolbens einer federnden Rückstellkraft stehende Steue- an den Antriebszylinder ein weiterer Kanal ange- - rungsteil und einem mit dem den Betätigungskol- schlossen, der mit dem Vorratsbehälter in Verbinben aufnehmenden Betätigungszylinder ständig io dung steht. In dieser Verbindungsleitung ist ein nui verbundenen Antriebszylinder mit einem von in Richtung zum Vorratsbehälter öffnendes Rückeiner antreibbaren Nockenscheibe bewegten Ge- schlagventil vorgesehen.

   berkolben, sowie mit einer innerhalb der inneren Aus der USA.-Patentschrift 1 810465 ist ein hy-Extremstellung des Geberkolbens in den An- draulisches Antriebssystem bekannt, bei der in das triebszylinder mündenden, ein nach innen öffnen- 15 hydraulische Gestänge zwischen Betätigungszylinder des Rückschlagventil aufweisenden Eintrittsöff- und Antriebszylinder eine einzige Einlaßöffnung im nung für unter Überdruck stehendes hydrauli- Antriebszylinder, und zwar im Bereich der äußeren sches Medium, dadurch gekennzeich- Extremstellung des GeberkoJbens, vorgesehen ist. net, daß wenigstens eine weitere Eintrittsöff- Diese Eintrittsöffnung steht wiederum mit einem nung (31) für unter Überdruck stehendes hydrau- 20 höherliegenden Vorratsbehälter für hydraulisches lisches Medium vorgesehen ist. die in an sich be- Medium in Verbindung. Durch den den Geberkolben kannter Weise ohne Rückschlagventil im Bereich betätigenden Nocken kann zugleich noch eine Luftder äußeren Extremstellung des Geberkolbens (6) pumpe betätigt werden, mit der der Kopfraum des in den Antriebszylinder (5) mündet und vom Ge- Vorratsbehälters unter erhöhten Druck gesetzt werberkolben (6) steuerbar ist, und daß der an die 25 den kann, so daß zusätzlich zu dem natürlichen Geweitere Eintrittsöffnung angeschlossenen Leitung fälle aus dem höherliegenden Vorratsbehälter das hy-(4) ein einstellbares Drosselventil (35) zugeord- draulische Medium unter Druck in das hydraulische net ist. Gestänge eingeführt werden kann, wenn der Geberkolben seine äußere Extremstellung einnimmt.

   30 In der deutschen Patentschrift 551 726 ist ein hydraulisches Antriebssystem dieser Art gezeigt, bei der in das hydraulische Gestänge zwischen Antriebszy-

   Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Antriebs- linder und Betätigungszylinder ein steuerbares Schiesystern für periodisch bewegte Stererungsteile von berventil angeordnet ist, welches das Gestänge nach Kraftmaschinen, insbesondere Auslaßventile von 35 Erreichen der Offenstellung des über den Betäti-Brennkraftmaschinen, mit einem hydraulisch beauf- gungskolben unmittelbar bewegten Auslaßventils unschlagten Betätigungskolben für das unter der Ein- terbricht, so daß das Ventil seine geöffnete Stellung wirkung einer federnden Rückstellkraft stehende eine Zeitdauer lang beibehalten kann, wobei die Steuerungsteil und einem mit dem den Betätigungs- Zeitdauer durch einen umlaufenden Antriebsnocken kolben aufnehmenden Betätigungszylinder ständig 4° mit steuerbar veränderlicher Nockenbahn bestimmt verbundenen Antriebszylinder mit einem von einer wird, der den Schieber betätigt. Bei dieser Anordantreibbaren Nockenscheibe bewegten Geberkolben, nung wird durch ein im Bereich der inneren Extremsowie mit einer innerhalb der inneren Extremstellung stellung des Geberkolbens angeordnetes nach innen des Geberkolbens in den Antriebszylinder münden- öffnendes Rückschlagventil Sorge dafür getragen, den, ein nach innen öffnendes Rückschlagventil auf- 45 daß der Geberkolben unter der Einwirkung einer weisenden Eintrittsöffnung für unter Überdruck ste- Vorspannfeder auch nach Absperrung des hydraulihendes hydraulisches Medium. sehen Gestänges in seine Ausgangslage zurückfahren Derartige hydraulische Antriebssysteme sind seit kann. Bei dieser Anordnung ist eine zweite Eintrittslangem und in verschiedenen Ausführungsformen be- Öffnung in den Antriebszylinder nahe der äußeren kannt. So zeigt bereits die schweizerische Patent- 50 Extremstellung des Geberkolbens vorgesehen, welche schrift 57 373 ein solches hydraulisches Antriebssy- bei Erreichen dieser Extremstellung freigelegt und stern, bei dem der Betätigungskolben direkt mit dem bei Beginn eines neuen Arbeitsspiels verschlossen durch eine Feder in Schließstellung gehaltenen Aus- wird. Auf Grund des Rückschlagventils kann der Gclaßventil verbunden ist. Der den Betätigungskolben berkolben auch nach Absperrung des hydraulischen aufnehmende Zylinder ist über eine Leitung mit dem 55 Gestänges durch den Schieber in seine Ausgangsstelunteren Ende eines Antriebszylinders verbunden, in lung unter Ansaugen von Flüssigkeit durch das dem der Geberkolben spielt, der mit seinem äußeren Rückschlagventil zurückkehren. Wird das Gestänge Ende unter der Einwirkung einer Feder ständig in danach freigegeben, so daß das Ventil unter der EinAnlage an einer antreibbaren Nockenscheibe gehal- wirkung einer Rückstellfeder in die Schließstellung ten wird. Im Bereich der inneren extremen Stellung 60 zurückkehrt, kann die dabei durch den Betätigungsdes Geberkolbens mündet in den Antriebszylindern kolben verdrängte Flüssigkeit aus den in der äußeren über ein nach innen öffnendes Rückschlagventil eine Extremstellung freigelegten Öffnungen des Antriebs-Zulaufleitung, die mit einem hochgelegenen Vorrats- Zylinders verdrängt werden.

   behälter für das hydraulische Medium in Verbindung Aus der französischen Patentschrift 941789 ist

   steht. In der gleichen Höhe mündet in dem Antriebs- 65 ein hydraulisches Antriebssystem der eingangs näher

   zylinder eine zweite Leitung, in der ein Hahnküken bezeichneten Art bekannt, bei dem der Antriebszy-

   angeordnet ist und die dazu dient, den Antriebszylin- linder mit dem Betätigungszylinder in ständiger, hy-

   der mit der Atmosphäre zu verbinden, wodurch die draulischer Verbindung steht. Bei diesem bekannten