DE2840445C2 - Hydraulische Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventil für Brennkraftmaschinen oder Motorkompressoren, bei der ein das Gaswechselventil steuernder Betätigungskolben über eine mit öl gefüllte Steuerlcitung mittels eines durch einen Nocken gesteuerten Gebcrkolbcn entgegen der Kraft einer Ventilschließfedcr verschiebbar angeordnet ist. wobei an der höchsten Stelle des hydraulischen Systems eine Einrichtung zum Enilüflcn und Abscheiden des Öls aus der Steuerleitung angeordnet und mit einer zu einem Sammelbehälter führenden Ablaufleitung verbunden ist, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist. welche ein Rucksaugen von öl und/oder Luft über die Ablaufleitung in das hydraulische System verhindert, und wobei der Geberzylinder mit einer Einrichtung zum Nachfüllen von öl verbunden ist.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits durch die DE-PS 4 67 440 bekannt. Bei ihr fördert der Geberkolben mehr öl zum Betätigungszylinder, als der Betätigungszylinder zum öffnen des Gaswechselventils benötigt. Das zu viel geförderte öl drückt ein oben im Betätigungszylinder vorgesehenes Abströmventil auf und gelangt so über eine Ableitung wieder zum Vorratsbehälter. Auf diese Weise folgt bei jedem Ventilhub eine Entlüftung des Öls und gleichzeitig wird eine zu starke Erwärmung desselben vermieden. Kurz bevor der Geberkolben nach einer Hiibbcwcgung durch eine zusätzliche Schließfeder wieder seine Ruhestellung erreicht, öffnet er ein im Geber/.ylinder angebrachtes Saugventil, wodurch das gesamte hydraulische System wieder mit öl gefüllt wird.

Durch das dauernde öffnen und Schließen des Abströmventils und des Saugventils wird das gesamte hydraulische System laufend wechselweise angezapft, was zu gefährlichen Schwingungen in der ölsäule führen kann, eine Erscheinung, wie sie auch bei Steuerkanten, die von Kolben geöffnet oder geschlossen werden, oder bei über Abzweigleitungen angeschlossenen Speichern sehr oft festzustellen ist Durch derartige Schwingungen wird vielfach die gesamte Steuerung, zumindest jedoch ihr präzises Funktionieren gestört. Weiter hat die beschriebene Einrichtung noch den Nachteil, dad der Geberkolben nach Beendigung eines Arbeitshubes wegen der fehlenden ölmenge nicht von selbst seine Endstellung einnimmt. Es muß daher zusätzlich zur Ventilschließfeder im Geberzylinder eine weitere Schließfeder vorgesehen werden.

Ferner ist durch die DE-AS 12 64 857 eine ähnliche hydraulische Vorrichtung bekannt, bei der jedoch keine Mittel zum Entlüften des Öls vorgesehen sind. Die Vorrichtung zum Nachfüllen von öl steht ebenfalls mit dem Geberzylinder in Verbindung und dient gleichzeitig zur Änderung der Ventilsteucrzeiten, indem der Druck des zugL-führien öis veränderi wird, im einzelnen besteht sie aus einem am Geberzylinder angebrachten Rückschlagventil, welches letztlich vom Geberkolben gesteuen wird, einem Druckbehälter, der durch eine Pumpe vom Vorratsbehälter aus mit öl gefüllt wird, und aus einem in einer Rücklaufleitung eingebauten Überströmventil.

Auch bei dieser Vorrichtung besteht die Gefahr, daß im hydraulischen System Schwingungen auftreten, da der Gcberkolben gleichzeitig als Steuerkante dient und bei auftretenden Leckverlusten sowie bei Druckänderungen das Rückschlagventil plötzlich geöffnet und wieder geschlossen wird.

Bei den beschriebenen Vorrichtungen handelt es sich um einfache »Auf-Zuw-Steuerungen, das heißt, das jeweilige Gaswechselventil wird in einem bestimmten Rhythmus voll geöffnet und wieder ganz geschlossen. Nun ist es jedoch bekannt, daß beispielsweise das Anlaßverhaltcn und das Teiltastvcri sHen bei luftverdichtenden Brennkraftmaschinen günstig beeinflußt wird, wenn man den Hub der Einlaßventile während des Betriebes verändern kann. Auch eine Verringerung des Hubes der Auslaßventile ist vielfach erwünscht und zwar zum Abbremsen des Motors. Einrichtungen dieser Art sind bei hydraulischen Ventilsteuerungen selbstverständlich ebenfalls bereits bekannt, doch weisen diese durchwegs noch mehr Anzapfungen des hydraulischen Systems und insbesondere mehr Steuerkanten auf. so so daß das Auftreten von Schwingungen im gesamten System praktisch nicht mehr zu vermeiden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulische Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, daß der Hub des Gaswechselventils während des Betriebes stufenlos in einem weiten Bereich verstellbar ist. ohne daß die Gefahr des Auftretens von Schwingungen im hydraulischen System besteht, so daß unter allen Umständen ein störungsfreier Betrieb gesichert ist.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einrichtung zum Entlüften und Abscheiden des Öls durch eine ständig geöffnete Drossel in einer von der Ablaufleitung ausgehenden Zweigleitung und durch einen der ständig geöffneten Drossel nachgeschalteten. b^r< behälterförmigen Ölabscheider gebildet ist. und daß die Ablaufleitung stromab der Zweigleitung und stromauf der ein Rüeksaugcn von öl in das hydraulische .System verhindernden Hinrichtung eine einstellbare Drossel

lufweist, und daß der den Geberkolben betätigende docken einen Vornocken und einen Nachnocken aufiveisL

Durch die ständig geöffnete Drossel wird nicht nur eine sichere Entgasung des Öls erreicht, es entstehen dadurch auch keinerlei Schwingungen im Hydrauliksystem. Diese Drossel weist einen sehr engen Durchtrittsquerschnitt auf und ist in einer von der Ablaufleitung ausgehenden Zweigleitung an der höchsten Stelle des hydraulischen Systems zwischen dem Geberzylinder und dem Betätigungszylinder angebracht, wobei die Steigung der Steuerleitung von beiden Zylindern aus möglichst gleichmäßig sein soIL Versehen ist die Drossel mit bekannten Vorrichtungen zum Vermeiden von Verstopfungen durch feste Bestandteile und es ist ihr schließlich ein behälterförmiger ölabscheider für das in Spuren austretende öl nachgeschaitet, welches schließlich über eine Rücklaufleitung wieder in den Vorratsbehälter (Sammelbehälter) zurückgeleitet wird.

Durch die einstellbare Drossel kann dem hydraulischen System mehr oder weniger öl entzogen werden, wodurch der Hub des Gaswechselventils stufenlos regulierbar ist Das durch diese Drossel abgeführte öl gelangt ebenfalls durch die Ablaufleitung, die zur Unterdrückung einer Schaumbildung als Beruhigungsstrecke dient, wieder in den Sammelbehälter, wobei unmittelbar hinter der einstellbaren Drossel zum Schutz gegen ein unbeabsichtigtes Rücksaugen von öl oder Luft in das hydraulische System ein Rückschlagventil eingebaut ist. Durch diese Anordnung kann das Rückschlagventil keinerlei Einfluß auf das Geschehen in der Steuerleitung, insbesondere bezüglich der Erregung von Schwingungen, haben.

Der Vornocken des den Geberkolben betätigenden Nockens veranlaßt die Kompression des Öls in der Steuerleitung, welche erforderlich ist, um das Gaswechselventil entgegen der Kraft der Ventilschließfeder zu öffnen. Die Kompression erfolgt vor dem eigentlichen Eröffnungsvorgang des Gaswechselventils langsam genug, um auch in dieser Beziehung ein Anregen von Schwingungen zu vermeiden. Ebenso und aus dem gleichen Grund wird der Druck, der nach dem Schließen des Gaswechselventils in der Steuerleitung noch herrscht, durch den Nachnocken langsam abgebaut.

Das unvermeidliche Nachfüllen von öl, welches allein schon weger der Leckverluste bei al!in hydraulischen Systemen erforderlich ist. erfolgt in bekannter Weise an der Stelle, an der die größte Gefahr für die Bildung eines Unterdruckes besteht, das ist im Geberzylinder.

Dank des Vornockens uM des Nachnockens wird das Beschleunigungsgeschehen in der Steuerleitung so entschärft, daß das Nachfüllveniil keine Schwingungen anregen kann. Ansonsten besteht die Einrichtung zum Nachfüllen von öl wie bekannt aus einem Sammelbehälter, einer Pumpe, einem Überströmventil und einem Speicher. Diese Teile können in der Steuerleitung keine Schwingungen erzeugen, weil sie durch das Nachfüllventil von dieser abgeschlossen sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles entnommen werden.

Die Figur zeigt die gesamte Steuerung für ein Gaswechselventil rein schematisch.

Auf einer Nockenwelle 1 ist ein Nocken 2 befestigt, für dessen Form der Grundkreis 3 maßgebend ist. Der Grundkreis 3 wird bis auf einen Kreis 4 verkleinert, wodurch die Übergänge vom Kreis 4 auf den Grundkreis 3 ie einen Vornocken 5 und einen Nachnocken 6 bilden.

Der Nocken 2 arbeitet mit einem in einem Geberzylinder 7 verschiebbar gelagerten Geberkolben 8 zusammen. Vom Geberzylinder 7 aus führt eine Steuerleitung 9 zu einem Betätigungszylinder 10, in dem ein Betätigungskolben 11 vorgesehen ist, der auf ein in einer Führung 12 verschiebbares, durch eine Ventilschließfeder 13 in Schließstellung gehaltenes Gaswechselventil 14 einwirkt

ίο Zum Nachfüllen von öl in das beschriebene hydraulische System ist im Geberzylinder 7 ein Nachfüllventil 15 integriert, welchem durch eine Nachfüllvorrichtung, bestehend aus einem Sammelbehälter 16, einer Fumpe 17, einem Überströmventil 18 und einem Speicher 19, über

eine Leitung 20 das erforderliche öl zugeführt wird. Das Nachfüllventil 15 wird dabei in keiner Stellung des Geberkolbens 8 abgedeckt.

An der höchsten Stelle des hydraulischen Systems zweigt eine Ablaufleitung 25 ab. In einer von der Ablaufleitung 25 ausgehenden Zweigleitung ist eine ständig geöffnete Drossel 21 mit sehr en^/m Durchtrittsquerschnitt sowie ein dieser Drossel nachjeschalteter behälterförmiger ölabscheider 22 zur permanenten Entlüftung des Öls vorgesehen. Dadurch werden Schwingungen im gesamten System vermieden. Das in Spuren auftretende öl im Abscheider 22 wird durch eine Rücklaufleitung 23 wieder in den Sammelbehälter

16 zurückgebracht.

Stromab der die Drossel 21 enthaltenden Zweigleitung liegt eine einstellbare Drossel 24 vor, welche zur Einstellung des jeweils gewünschten Hubes des Gaswechselventils 14 dient. Je mehr öl durch die einsteilbare Drossel 24 abgeführt wird, desto kleiner wird der Hub des Gaswechselventiis 14. Das abgeführte öl wird über die eine Beruhigungsstricke aufweisende Ablaufleitung 25 in den Sammelbehälter 16 geleitet, wobei nach der einstellbaren Drossel 24 ein Rückschlagventil 26 angeordnet ist, um bei einem evtl. Ausfall der Pumpe

17 ein Rücksaugen von Luft oder öl in die Steuerleitsing ίο 9 zu vermeiden.

Schließlich sei noch erwähnt, daß die Drossel 21 für die permanente Entlüftung und die einstellbare Drossel 24 für die Einstellung des Ventilhubes in der Praxis zu einer konstruktiven Einheit zusammengefaßt werden können, was in der Figur lediglich der besseren Übersicht wegen unterlassen wurde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydraulische Vorrichtung zum Betätigen eines Gaswechselventils für Brennkraftmaschinen oder Motorkompressoren, bei der ein das Gaswechselventil steuernder Betätigungskolben über eine mit öl gefüllte Steuerleitung mittels eines durch einen Nocken gesteuerten Geberkolbens entgegen der Kraft einer Ventilschließfeder verschiebbar angeordnet ist, wobei an der höchsten Stelle des hydraulischen Systems eine Einrichtung zum Entlüften und Abscheiden des Öls aus der Steuerleitung angeordnet und mit einer zu einem Sammelbehälter führenden Ablaufleitung verbunden ist. wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, welche ein Rücksaugen von öl und/oder Luft über die Ablaufleitung in das hydraulische System verhindert, und wobei der Geberzylinder mit einer Einrichtung zum Nachfüllen von öl verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die fcjnrichtung zum Entlüften und Abscheiden des öis durch eine siändig geöffneie Drossel (2Ί) in einer von der Ablaufleitung ausgehenden Zweigleitung und durch einen der ständig geöffneten Drossel (21) nachgeschalteten, behältcrförmigen ölabscheider (22) gebildet ist, und daß die Ablaufleitung (25) stromab der Zweigleitung und stromauf der ein Rücksaugen von öl in das hydraulische System verhindernden Einrichtung (26) eine einstellbare Drossel (24) aufweist, und daß der den Gebcrkolben (8) betätigende Nocken (2) einen Vornocken (5) und einen Nat. .nocken (6) aufweist.