DE2815732A1 - Schaltmittel zur betaetigung der ventilabschaltung an mehrzylindrigen brennkraftmaschinen - Google Patents
Schaltmittel zur betaetigung der ventilabschaltung an mehrzylindrigen brennkraftmaschinenInfo
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Description
- h -Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 O62/k
Schaltmittcil zur Betätigung der Ventilabschaltung an mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf Schaltmittel zur Betätigung der Ventilabschaltung an mehrzylindrigen
Brennkraftmaschinen.
Zur Erreichung einer optimalen Kraftstoffersparnis
werden neben dem Absperren der Kraftstoffzufuhr bekanntlich
auch Gaswechselventile einzelner Zylinder insbesondere während des Teillastbetriebes sechs-,
acht- oder mehrzylindriger Brennkraftmaschinen vorübergehend
stiJlgesetzt.
Die Steuerung der Ventil abschaltung sowie der Ventilzuschaltun{;
erfolgt auf elektronischer Basis, wobei nockenwinke 1 abhängige Steuerimpulse von entsprechenden
Impulsgebern auf der Nockenwelle abgenommen werden.
HiIfskraftvorrichtungen werden auf diese Weise beeinflußt,
die ihrerseits über Verstellvorrichtungen bestimmte Gaswechselventil abschalten oder zuschalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Betätigung dor Ventilabschaltung solche Schaltmittel zu
schaffen, durch die sehr kurze Abschaltzeiten der Gaswechselventile möglich sind.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Hilfskraftvorrichtung vorgesehen ist, die
bei Abschaltung der Ventile auf einen zwischengeschalteten, eine federbelastete Vorlaufmasse aufweisenden
Energiespen eher einwirkt, derart, daß die Vorlaufmasse
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nach einem bestimmten Vorlaufweg ein mit Verstellgliedern für die Abschaltung der Ventile verbundenes
Element mitnimmt.
In vorteilhafter Weise kann die Hilfskraftvorrichtung
aus einem Elektromagneten bestehen.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann die Vorlaufmasse aus einem hülsenfiJrniig ausgebildeten
Hammer bestehen, der bei Ventilabschaltung gegen das als Amboß wirkende Element schlägt.
Maßnahmen dieser Art bewirken sehr kurze Abschaltzeiten,
die insbesondere bei Ventilabschaltungen erforderlich sind, bei denen sowohl das Einlaß- als auch das Auslaßventil,
pro Zylinder gleichzeitig abgeschaltet werden.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daU das den Hammer teilweise
umgebende Amboßelement tassenähnliche Gestalt hat und in seinem Tassenboden eine Durchbrechung aufweist, in
der eine Verbindungsschraube Längsverschiebbar steckt, die einerseits mit einem Anker des Elektromagneten und
andererseits mit dem Hammer fest verbunden ist.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der in einem
Zylinder geführte Hammer mit einem Bund versehen sein, zwischen dem und dem Tassenboden eine schwach vorgespannte
Druckfeder angeordnet ist. Die Druckfeder bewirkt, daß das Amboßelement in seiner AusgangsLage
gehalten ist.
Um eine einfache und sichere Verbindung zwischen Hammer
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und Verbindungsschraube und ferner eine Abstandsänderung
durch diese Teile zu erreichen, können erfindungsgemäO
der Hammer unu die Verbindungsschraube miteinander verschraubt und durch eine Kontermutter in ihrer Position
fixiert sein.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die
Verbindungsschraube von einem kunststoffartigen Puffer
fest umgeben sein, der sowohl bei zugeschaltetem als auch bei abgeschaltetem Ventil als Anschlag für beide Schaltstellungen
des Amboiielementes dient.
Als weiteres Merkmal der Erfindung kann mindestens eine
Druckfeder zwischen dem Magnefcgehäuse und einem mit dem
Anker fest verbundenen Federteller vorgesehen sein, die den an einem verstellbaren Anschlag anliegenden Hammer
in der einen Schaltstellung "Ventil zugeschaltet" hält.
Die Federkraft dieser Druckfeder ist weitaus größer als die Federkraft der den Hammer umgebenden Druckfeder.
Hei einem zweiten Ausführungsbeispiel wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß die Hilfskraftvorrichtung neben dem
Elektromagneten noch aus einer Hydraulikeinrichtung mit
einem von dem Elektromagneten botätigbaren Steuerschieber
besteht, durch den ein nachgeschalteter, mit dem Hammer fest verbundener Hydraulikkolben beaufschlagbar ist.
Um in einfacher Weise auf den Energiespeicher einzuwirken,
steht der Hydraulikkolben über eine Zugstange mit dem
Hammer in fester Verbindung.
Damit das Ambo.'ie lement zwei definierte Schaltstellungen
für die Ventilabschaltung und Ventilzuschaltung hat,
ist erf'indungsgemäü eine an dem Hydraulikkolben anliegende
Di s tanzhiil se auf der Zugstange fest aufgeschoben und
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endseitig mit einem scheibenartigen Puffer versehen, der sowohl bei abgeschaltetem als auch bei zugeschaltetem
Ventil als Anschlag für das Amboßelement dient.
Erfindungegemäü kann eine Druckfeder zwischen dem Amboßelenient
und dem Bund des Hammers angeordnet sein, die das Amboßelement bei zugeschaltetem Ventil an den Puffer
drückt.
Zur wechselseitigen Beaufschlagung des Hydraulikkolbens
wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Steuerschieber - je nach Stellung - einen Zuführkanal mit einer
vor dem Hydraulikkolben liegenden Kammer sowie einen Abführkanal mit einer hinter dem Hydraulikkolben liegenden
Kammer eines Hydraulikzylinders - oder umgekehrt - verbindet.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen dargestellt und im folgenden
näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen von einem Elektromagneten betätigbaren Energiespeicher, an dem Verstellglieder für die
Ventilabschaltung angeschlossen sind und
Fig. 2 den von magneto-hydraulischen Schaltmitteln betätigbaren Energiespeicher.
Für die Abschaltung der Einlaß- und Auslaf3ventile sechs-, acht- oder mehrzylindriger Brennkraftmaschinen ist als
Hilfskraftvorrichtung ein Elektromagnet 1 vorgesehen,
dessen Kolbenanker 2 mit der Vorlaufmasse 3 eines Energieepeichers
k fest verbunden ist.
Die Vorlaufmasse 3 besteht aus einem hülsenfbrmig ausge-
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bildeten Hammer, der mit einer Verbindungsschraube 5 verschraubt und mit dieser durch eine in dem Hammer
eingeschraubte Konterschraube 6 drehfest verbunden ist.
Auf der Verbindungsschraube 5 ist ein an dem Schraubenkopf
7 anliegender und mehrstufig ausgebildeter Federteller 8 aufgeschoben, wobei zwischen der Stufe 9 des
Federtellers 8 und der Verbindungsschraube 5 ein Kunststoffpuffer 10 eingeklemmt ist.
Federteller 8 und Kolbenanker 2 sind durch einen Sicherungsstift 11 drehfest miteinander verbunden.
An dem Kunststoffpuffer 10 stützt sich ein federbelastetes,
die Verbindungsschraube 5 und den Hammer 3 umgebendes
und tassenähnlich ausgebildetes Amboßelement 12 ab, an
dem ein Verstellglied 13 eines Gelenkvierecks lh befestigt
ist.
Dfr Hammer 3 ist durch eine sich an dem Feder"keller 8
und dem Magnetgehäuse 15 abstützende Rücklauffeder 16
in Ausgangsstellung gehalten und liegt an einer als Anschlag dienenden verstellbaren Schraube 17 an.
rOine in ihrer Federkraft schwach ausgelegte und an einem
Bund 18 des Hammers 3 sich abstützende Druckfeder 19 sorgt dafür, daß bei zugeschaltetem Ventil das AmboO-element
12 ständig an dem Kunststoffpuffer 10 anliegt.
Sobald der Elektromagnet 1 unter Strom steht, setzt sich der mit dem Kolbenanker 2 verbundene Hammer 3 in Bewegung,
der nach einer bestimmten Vorlaufzeit und einem bestimmten Vorlaufweg auf das AmboBelement 12 aufschlägt und
die eigene Geschwindigkeit hierbei nach dem Gesetz der Impulsübertragung auf die Verstellglieder 13, 20, 21
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des Gelenkvierecks 14 überträgt. 2815732
Der Impulsstoß setzt zu einem Zeitpunkt ein, wenn der letzte der beiden Stößel auf den Grundkreis des Nockens
aufläuft.
Die Druckfeder 1Q, die während der Vorlaufzeit auf ihre
Maximalkraft gespannt wird, unterstützt die Impulsübertragung, so daß der gesamte Abschaltweg mit nahezu
der vollen Impulsgeschwindigkeit durchfahren wird.
Gleichzeitig mit diesem Vorgang wird die Rücklauffeder 16 gespannt.
Um anfangs nur einer geringen Rücklauffederkraft entgegenzuwirken,
kann eine zweite Rücklauffeder 22 in strichpunktierten Linien dargestellt - vorgesehen
sein, die erst nach etwa der Hälfte des Vorlaufweges gespannt wird. Diese zweite Rücklauffeder 22 ist nur
einseitig befestigt.
Ab Beginn des Impulsstoßes werden über die an dem Vei'-stellglied
angelenkten drehbaren und als Kupplungselement auf die Stößelsteuerung wirkenden Verstellglieder
20, 21 bzw. Verstellhebel die Einlaß- und Auslaßventile
abgeschaltet.
Mit Außerbetriebsetzen des Elektromagneten 1 schwenken die Verstellhebel 20, 21 aufgrund der Rücklauffeder 16
von der Schaltstellung II in die Schaltstellung I zurück.
Die Ventile !,sind wieder zugeschaltet.
Um eine möglichst gleiche Ankerkraft über den gesamten Hub des Kolbenankers 2 zu erreichen, ist der Spulenkern
des Elektromagneten 1 konisch ausgebildet und der
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Kolbenanker 2 entsprechend konisch ausgenommen.
Um ferner den Elektromagneten 1 elektrisch bzw. thermisch zu entlasten, wird in der Schaltstellung II (Ventile
abgeschaltet) ein Hauptmagnet 2k ausgeschaltet und gleichzeitig eine niedrigobelastete Haltespule 25 elektrisch
zugeschalte t.
Die Steuerung der gesamten Anordnung erfolgt auf elektronischer Basis, wobei die nockenwinkelabhängigen
Steuerimpulse von entsprebhenden Impulsgebern auf der Nockenwelle abgenommen werden.
Die für die Ventilabschaltung benötigte Kraft kann auf hydraulischem Wege durch einen magneto-hydraulisch gesteuerten
beidseitig wirkenden Hydraulikkolben 26 gemäß Fig. 2 aufgebracht werden, auf dessen Kolben- oder Zugstange
27 eine Diatanzhülse 28 mit scheibenartig ausgebildetem
Puffer 29 fest aufgeschoben sowie am freien Ende dieser Zugstange 27 ein hülsenförmiger, als Vorlaufmasse
wirkender Hammer 3 aufgeschraubt ist. Da weitere Einzelteile dieses Knergiespeichers k mit dem Ausführungsbeispiel gemäU Fig. 1 zumindest annähernd baugleich
sind, sind die Einzelteile mit gleichen Bezugszeichen Tersehen.
Durch den Flydraulikko lben 26 sind in dem Hydraulikzylinder
30 zwei Kammern 31, 32 gebildet, die durch
Verbindungskanäle 33, 3^ mit einer zylindrischen Ausnehmung
3 5 in Verbindung stehen. In dieser Ausnehmung ist ein an dem Elektromagneten 1 angeschlossener
Steuerschieber 36 längsverschiebbar geführt, der mit
zwei Bünden 37, 38 versehen ist, zwischen denen ein abgedichteter Ringraum 39 liegt.
In diesen Ringraum 39 mündet ein Zuführkanal '+0 ein,
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der - je nach Stellung des von den Magneten 1 beaufschlagbaren
Steuerschiebers 36 - mit dem Verbindungskanal 33 oder 3^ verbunden ist. Wie aus Fig. 2 au entnehmen
ist, ist die Kammer 32 druckbeaufschlagt, während
die Kammer 31 drucklos ist, da der Verbindungskanal über die zylindrische Ausnehmung 35 mit einem Abführkanal
kl in Verbindung steht.
Wird der Magnet in Betrieb gesetzt, wird der Steuerschieber 36 angezogen und die Kammer 31 druckbeaufschlagt.
Der Hydraulikkolben 26 gelangt in die andere Endlage. Die Druckkammer 32 ist drucklos, da der Verbindungskanal
32 nunmehr mit dem AbfUhrkanal 41 in Verbindung
steht.
Der Bewegungsablauf in dem Energiespeicher entspricht
dem zuvor beschriebenen Bewegungsablauf des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1.
Um die abgeschalteten Tentile wieder zuzuschalten, wird der Magnet 1 außer Betrieb gesetzt, der Steuerschieber
nimmt wieder die dargestellte Lage ein, ebenso der Hydraulikkolben 26, das Amboßelement 12 mit den Verstellgliedern
13, 20 und 21.
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Claims (1)
- Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12- 062/4Stuttgart-Untertürkheim 10.4.78AnsprücheSchaltmittel zur Betätigung der Ventilabschaltung an mehrzylindrigen Brerinkraftmaschineii, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfskraftvorrichtung (i) vorgesehen ist, die bei Abschaltung der Ventile auf einen zwischengeschalteten, eine federbelastete Vorlaufmasse (3) aufweisenden Energiespeicher (4) einwirkt, derart, daß die Vorlaufmasse (3) nach einem bestimmten Vorlauf weg ein »it Verstellgliedern (13. 20, 21) für die Abschaltung der Ventile verbundenes Element (12) mitnimmt,2. Schaltmittel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , dall die Hilfskraftvorrichtung (i) aus einem Elektromagneten besteht.3. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufatasse (3) aus einem hülsenförmig ausgebildeten Hammer besteht, der bei Ventilabschaltung gegen das als Amboß wirkende Element (12) schlägt.h. Schaltmittel nach den Ansprüchen t bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß das den Hammer (3) teilweise umgebende Amboßelement (i2) tassenäitnlieiie Gestalt hat und in seinem Tassenboden eine Durchbrechung aufweist, in der eine Verbittdungsschraube (5) längsverschiobbar steckt, die einerseits mit einem Anker (2) des Elektromagneten (l) und andererseits mit dem Hammer (3) fest verbunden ist.909843/0073 OBlGiNAL INSPECTED2 ", Daim 12 062/45. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis *l·, dadurch gekennzeichne t, daß der Hamner (3) mit einem in einem Zylinder geführten Bund (18) versehen ist, zwischen dem und dem Tassenboden eine Druckfeder (19) angeordnet ist,6. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer (3) und die Verbindungsschraube (">) miteinander verschraubt und durch eine Konterschraube (6) in ihrer Lage fixiert sind.7· Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschraube von einem kunststoffartigen Puffer (lO) fest umgeben ist, der sowohl bei zugeschaltetem als auch bei abgeschaltetem Ventil als Anschlag für beide Schaltstellungen des Amboßelementes (i2) dient.8. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 7t da durch gekennzeichnet, daß mindestens eine Rücklauffeder (22) zwischen dem Magnetgehäuse (15) und einem mit dem Anker (2) fest verbundenen Federteller (8) vorgesehen ist, die den an einem verstellbaren Anschlag (17) anliegenden Hammer (3) in der einen Schaltatellung "Ventil zugeschaltet™ hält.'). Schaltaittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskraftvorrxchtung neben dem Elektromagneten (i) noch aus einer Hydraulikeinriehtung ■it einem von dem Elektromagneten betätigbaren Steuerschieber (36) besteht, durch den ein nachge-S03843/0073- 3 - Daim 12 062/kschalteter, mit de« Hammer (3) fest verbundener Hydraulikkolben (26) beaufschlagbar ist.10. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 9, da durch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben (26) über eine Zugstange (27) mit dem Hammer (3) In fester Verbindung steht.11. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis J1 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine an dem Hydraulikkolben (26) anliegende Distanzhülse (28) auf der Zugstange (27) fest aufgeschoben ist.12. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3i °>» 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzhülse (28) endseitig mit einem scheibenartigen Puffer (29) versehen ist, der sowohl bei abgeschaltetem als auch bei zugeschaltetem Ventil als Anschlag für das Amboßelement dient.13. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, 9, 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (19) zwischen dem AmboUelement (12) und dem Bund (18) des Hammers (3) angeordnet ist, die das Amboßeloment bei zugeschaltetem Ventil an den Puffer (29) drückt.}k. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, 9, 10, 11, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (36) - je nach Stellung - einen Zuführkanal (ko) mit einer vor dem Ilydraulikkolben (26) liegenden Kammer (31 ) sowie einen Abführkanal (Ή ) mit einer hinter dem Hydraulikkolben (26) liegenden Kammer (32) eines Hydraulikzylinders (30) - oder umgekehrt - verbindet.S098A3/0073
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