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Sich selbst einstellender Ventilantrieb Die Erfindung betrifft einen
sich selbsttätig einstellenden Ventilantrieb, bei dem zwischen dem Ventilsteuernocken
und der Ventilstange ein hohler Stößel angeordnet ist, der eine Öldruckkammer, eine
Vorkammer und ein beide Kammern verbindendes Rückschlagventil umschließt.
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Gegenüber den bekannten hydraulischen Ventilgetrieben dieser Art besteht
das Neue gemäß der Erfindung darin, daß die in die Druckkammer einzuführende Flüssigkeit
vom Boden einer Vorkammer entnommen wird, in der in der Druckflüssigkeit enthaltene
Luft-oder Gasblasen ausgeschieden werden, so d.aß die Druckflüssigkeit praktisch
Luft- und gasfrei und nicht komprimierbar ist. Zu diesem Zweck ist der Erfindung
gemäß an dem Sitz des Rückschlagventils ein bis zum Boden in die Vorkammer ragendes
Saugrohr angeschlossen. Ferner liegt der öleinlaß zur Vorkammer über dem. unteren
Ende des Saugrohres, und am oberen Ende der Vorkammer ist eine ölablauföffnung angeordnet.
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Es ist ein Ventilantrieb bekannt, bei dem die Bewegung von einem mit
der Steuernocke zusammenarbeitenden Stößel unter Zwischenschaltung eines Druckölpolsters
auf die Ventilspindel übertragen wird. Das Drucköl befindet sich in einer über dem
Zylinderkopf in einem besonderen Deckelaufsatz ortsfest angeordneten Druckkammer,
die mit einer Vorratskammer und einer ölabflußkammer in Verbindung steht. Der Abschluß
zwischen der Vorratskammer und der Druckkammer geschieht durch ein Rückschlagventil.
Die Verbindungsleitung zwischen beiden erstreckt sich bis in die Nähe des Vorkammerbodens.
Durch ein ölabfluß- und Entlüftungsventil wird Öl sowie Luft in die Ölabflußkammer
gefördert. Diese Einrichtung weist gegenüber dem Erfindungsgegenstand erhebliche
Nachteile auf. Wegen der ortsfesten Anordnung der Ölkammern müssen die zur Verfügung
zu haltenden Ölmengen erheblich größer als beim Erfindungsgegenstand sein, wodurch
die Abscheidung von Luft- und Gasblasen erschwert wird. Weiterhin .erschwert die
infolge der ortsfesten Anordnung der Ölkammern erforderliche Zufuhr des Öls unter
Überdruck ebenfalls die genannte Abscheidung, da die eigentliche Entlüftung nicht
schon, wie beim Erfindungsgegenstand, in der Vorratskammer, sondern erst in der
Druckkammer vor sich geht. Infolgedessen ist ein Betrieb mit luft-oder gasfreiem
ölpolster nicht gewährleistet.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Abb. i bis 3 zeigen eine Ausführungsform, und zwar Abb. i .einen Längsschnitt durch
die Vorrichtung, Abb. z einen Querschnitt nach der Linie a-2 der Abb. i, Abb. 3
einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Abb. i.
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Abb. 4. und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform.
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Gemäß Abb. i ist im Maschinengehäuse i ein länglicher Stößel 2 angeordnet,
der an seinem unteren Ende mit einem verbreiterten
Kopf 3 versehen
ist. Dieser steht mit dem Nocken q. in Berührung, der auf der üblichen Nockenwelle
5 angebracht ist. Der Stößel 2 hat eine Bohrung 6, die sich im «esentliclr' über
die ganze Länge des Stößels 2 erstnc@4und in ihrem unteren Teile im D@iirchmess#4r
verkleinert ist, so daß an der Stelle der Durchmesserverkleinerung eine ringförmige
Schulter 7 gebildet ist. Auf dieser liegt ein Ventilsitz 8 mit eirein verbreiterten
Kopf 9, der mit Preßsitz in dem stärkeren Teil der B,ohrung'6. untergebracht ist
und auf der Schulter 7 ruht. Der Ventilsitz hat einen abwärts,gerichteten zylindrischen
Teil i o, der im Durchmesser wesentlich kleiner als der untere verjüngte Teil der
Bohrung 6 ist und sich nahezu bis an das untere Ende .der Bohrung 6 erstreckt. Der
abwärts gerichtete zylindrische Teil io hat eine Längsbohrung i i, die sich nach
oben durch den Kopf 9 hindurch .erstreckt und in einer Erweiterung ein Kugelventil
12 aufnimmt, das das obere Ende der Bohrung i i abschließt. Auf der oberen Fläche
des Kopfes 9 ist eine gelochte Platte 13 vorgesehen, die mit Preßsitz in dem oberen
Teil der Bohrung 6 untergebracht ist und die B@ohrung 9 abdeckt sowie das Kugelventil
12 auf seinem Sitz hält. D:er erweiterte Teil der Bohrung i i ist so groß gewählt,
daß der Hindurchtritt von Flüssigkeit um das Kugelventil 12 herum ermöglicht ist.
Die Löcher in der Platte 13 sind so angeordnet und von solcher Größe, daß die Flüssigkeit
durch die Platte 13 hindurch in eine oberhalb dieser befindliche Kammer fließen
kann. Der verbreiterte Teil am oberen Ende der Bohrung i i ist ebenfalls so ausreichend
groß und tief bemessen, daß sich das Kugelventil 12 in senkrechter Richtung zwischen
der Platte 13 und seinem Sitz in der Bohrung i i leicht bewegen kann.
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In dem oberen Ende der Bohrtrog 6 ist ein Kolben 14. angeordnet, dessen
oberes Ende vorzugsweise einen verbreiterten Kopf 15 trägt, .der an dem unteren
Ende der Ventilspindel 16 anliegt. Das obere, aus dem hohlen Stößel 2 hervorstehende
Ende des Kolbens 14 ist von einer Schraubenfeder 17 iungebien, deren eines Ende
auf dem oberen Ende des Stößels 2 anliegt, und deren anderes Ende gegen die Unterseite
des Kolbenkopfes 15 wirkt. Die Feder ist so gespannt, daß der Kolben aus der Bohrung
6 des Stößels 2 nach ,oben herausgedrückt wird. Der StÖßel2 ist in seinem Mittelteil
etwas - unterhalb der Schulter 7 mit einer Ringnut 18 und einer Öffnung i9 versehen,
welche die Ringnut 18 mit der Innenbohrung des Stößels 2 verbindet, wodurch ein
Einlaß für das Öl oder ein anderes Druckmittel in den Raum geschaffen ist, der durch
den unteren Teil der Innenbohreng 6 gebildet ist. Auf der gegenüberliegenden Seite
des Stößels und unterhalb der Ringnut i8 ist eiere Auslaßöffnung 20 vorge-''sk@en,
die kleiner als die Einlaßöffnung i9 ;,@,um den Raum mit öl gefüllt zu halten.
An-der Umfläche des Stößels ist eine Nut 21 ausgespart, die von dem äußeren Ende
der Auslaßöffnung 2o nach dem unteren Ende des Stößels führt, um einen Umlauf und
eine Erneuerung des Öls o. dgl. im Innern des Stößels zu .erreichen. Die Zuführung
des Öls o. dgl. in den Stößel erfolgt durch eine Rohrleitung i oo, die an die Ölanlage
der Maschine angeschlossen ist und durch eine Öffnung des Gehäuses i hindurch zu
einer Stelle führt, die in Höhe der Ringnut 18 liegt.
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Im Betriebe wird der im. Durchmesser verkleinerte Teil der Bohrung
6 durch die Rohrleitung ioo mit Öl gefüllt, und wenn der Druck der Ventilspindel
16 auf das obere Ende des Kolbens 14 so weit nachgelassen hat, daß die Feder 17
den Kolben 14 aus dem Stößel2 herausdrücken kann, um das Spiel auszugleichen, dann
wird durch die Bewegung des Kolbens i q. das Kugelventil 9 von seinem Sitz abgehoben
und Öl angesaugt, das durch den Rohrzylinder i o um das Kugelventil hertun durch
die Löcher in der Platte 13 aufsteigt und den Raum unter dem unteren Ende des Kolbens
i q. ausfüllt. Sobald dieser Raum gefüllt ist, fällt das Kugelventil 9 auf seinen
Sitz zurück und schließt den Durchgang durch den Rohrzylinder i o ab, wodurch das
Öl in der Kammer über dem Ventil und unterhalb des Kolbens 14 eingeschlossen und
damit unter dem Kolben 14 ein hydraulisches Polster geschaffen ist, das den Kolben
mit dem Ende der Ventilspindel 16 in Berührung hält. Hierdurch ist jedes Geräusche
verursachende Spiel zwischen .der Ventilspindel. und dem Antrieb beseitigt und eine
dauernde Berührung der Teile ,gesichert: Infolge des Druckes der Ventilspindel gegen
den Kolben beim Ventilhub gelangt eine geringe öhnenge hinter dem Kolben 14 nach
außen. Dieser Ölaustritt durch Lecken wird durch das Kugelventil 12 wieder ausgeglichen,
wie zuvor beschrieben, sobald der Druck der Ventilspindel auf den Kolben i ¢ nachl.äßt.
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Es ist von Vorteil, den Kolben und die Bohrung in dem oberen Ende
des Stößels 2 so groß wie möglich zu bemessen, um den Flächendruck auf die hydraulische
Säule unterhalb des Kolbens zu verkleinern. Es ist wesentlich, den öleinlaß in die
Bohrung des Stößels-. im oberen Teile des im Durchmesser verkleinerten Teiles dieser
Bohrung anzuordnen und den abwärts gerichteten Rohrzylinder i o ausreichend weit
unterhalb der Einlaß- und Auslaßöffnungen für den Ölraum zu verlängern, damit das
in die Druckkammer
unterhalb des Kolbens 14 fließende Öl möglichst
frei von Gas-oder Luftblasen ist, die sich in der hydraulischen Säule unterhalb
des Kolbens zusammenpressen würden.
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Die tiefe Anordnung des Ölraumes, dessen Eimaß- und Auslaßöffnungenausreichend
weit über dem Boden des Raumes und über dem Teil .angeordnet sind, aus dem das Ö1
durch den Rohrzylinder i o und das Kugelventil in die Druckkammer unterhalb des
Kolbens geführt wird, gibt dem Öl im Vorratsraum des Stößels die Möglichkeit, sich
zu beruhigen und abzusetzen. Etwa im Öl eingeschlossene Luft- oder Gasblasen können
deshalb in der Kammer so weit aufsteigen, daß sie von unten in das Rohr i o nicht
mehr eintreten und deshalb auch nicht mehr in die Öldruckkammer gelangen können.
Sie können vielmehr durch den Auslaß 2o, 21 entweichen. Dieser hat einen beträchtlichen
Abstand von derjenigen Stelle, von der das Öl durch das untere Ende des Rohres i
o in die Öldruckkammer gesaugt wird.
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Die in Abb. q. dargestellte Ausführungsform ist im wesentlichen die
gleiche wie in Abb. i. Ein Unterschied besteht darin, daß Ventilsitz 8 mit dem Kopf
9 und dem abwärts gerichteten Rohrzylinder io mit einer Hülse 3o versehen ist, die
sich von seinem,oberen Ende aus aufwärts erstreckt und den Zylinder bildet, in dem
der Kolben 14 auf und ab beweglich ist. Es ist bisweilen vorteilhaft, diese gesamte
Einheit aus einem Stück herzustellen, um die Schwierigkeiten. zu vermeiden, die
sich bei der Herstellung einer ausreich end genauen und glatten Bohrung in dem Stößel
2 für den Kolben 14 ergeben könnten. Diese Teile werden gewöhnlich aus Stahl oder
Gußeisen hergestellt, und die Erfahrung hat gezeigt, daß bei der Herstellung der
Bohrung für den Kolben Schwierigkeiten auftreten können. Diese werden dadurch vermieden,
daß die ganzen Teile als eine Einheit aus einem anderen und leichter zu bearbeitenden
Werkstoff hergestellt werden. Das Ganze kann dann mit Preßsitz in der Bohrung des
Stößels 2 untergebracht werden. Ein weiterer sich aus dieser Ausführung ergebender
Vorteil besteht in der Anordnung eines Luft- oder Gasauslaßkanals für den Ölraum
im unteren Teil des Rohrkörpers. Dieser Kanal ist durch eine Nut 31 gebildet (Abb.
5), die in der Längsrichtung der Umfläche der Hülse 30 und unterhalb ,des
Kopfes 9 verläuft und in das obere Ende des Ölraumes im unteren Teil des Stößels
2 führt. Dadurch ist an der Außenfläche der Hülse 3o ein Kanal geschaffen, der außerhalb
der Druckkammer unter dem Kolben 14 verläuft.