EP2002090B1 - Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung - Google Patents

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EP2002090B1
EP2002090B1 EP07723873A EP07723873A EP2002090B1 EP 2002090 B1 EP2002090 B1 EP 2002090B1 EP 07723873 A EP07723873 A EP 07723873A EP 07723873 A EP07723873 A EP 07723873A EP 2002090 B1 EP2002090 B1 EP 2002090B1
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EP
European Patent Office
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actuator
actuator means
gas exchange
bypass
exchange valve
Prior art date
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Not-in-force
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EP07723873A
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English (en)
French (fr)
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EP2002090A1 (de
Inventor
Marc Oliver Wagner
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/06—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for braking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/06—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for braking
    • F01L13/065—Compression release engine retarders of the "Jacobs Manufacturing" type

Definitions

  • the invention relates to a gas exchange valve actuating device according to claim 1.
  • a generic gas exchange valve actuating device for transmitting a drive movement to a gas exchange valve and with an engine brake unit is known which comprises a hydraulic actuator means.
  • the engine brake unit has an overpressure valve.
  • the invention is in particular the object of providing a gas exchange valve actuating device, which is insensitive executable in operation against pulses and in which undesirably high forces can be advantageously avoided.
  • the object is solved by the features of patent claim 1, wherein further embodiments of the invention can be taken from the subclaims.
  • the invention is based on a gas exchange valve actuating device for transmitting a drive movement to at least one gas exchange valve and having an engine brake unit, which comprises at least one actuator means.
  • the gas exchange valve actuating device has a locking unit, which is provided to lock the actuator means from a certain position of the actuator means against a counterforce. Before locking by means of the locking unit, an adjustment of the actuator means can be permitted and it can be avoided that the actuator means extends completely shortly before a top dead center of an engine piston and due to high cylinder pressures leads to undesirably high forces. In addition, when the actuator means is locked, an undesired adjustment of the actuator means in the case of pulses occurring can be reliably avoided, so that in particular an advantageous braking effect can be achieved even at high rotational speeds.
  • the term "intended” should be understood to mean in particular specially equipped and / or designed.
  • the actuator means is formed by a hydraulically actuated actuator piston and / or the locking unit is hydraulically designed, it can be designed in a particularly simple and cost-effective manner for the high forces that normally occur.
  • a "hydraulically formed locking unit” should in particular be understood to mean a unit which uses hydraulic fluid for locking.
  • losses via the bypass can advantageously be at least reduced.
  • bypass is at least partially disposed in the actuator means, whereby this can be integrated to save space.
  • the gas exchange valve actuating device has at least one energy storage unit which is provided to store energy during a compensating movement of the actuator means.
  • the energy storage unit is formed by a hydraulic pressure accumulator unit, whereby it can be realized structurally simple, in particular if the actuator means is formed by a hydraulically actuated Aktuatorkolben and / or the locking unit is hydraulically formed.
  • a hydraulic pressure storage unit should be understood as meaning, in particular, a storage unit in which hydraulic pressure fluid can be stored, in particular under pressure.
  • the energy storage unit has at least one mechanical spring element, it can be configured in a structurally simple and flexible manner.
  • FIG. 1 shows individual parts of a gas exchange valve actuating device of an internal combustion engine, which is intended to transmit a drive movement to gas exchange valves 10a, wherein only one gas exchange valve 10a is indicated.
  • the gas exchange valve operating device comprises a camshaft 19a having an exhaust cam 20a and a brake cam 21a of an engine brake unit 11a.
  • the exhaust cam 20a acts on a first end of a Auslrawkipphebels 22a, which is pivotally mounted on a rocker shaft 23a and acts with its second end to the provided as an outlet valve gas exchange valve 10a.
  • the brake cam 21a is disposed on the camshaft 19a in the region of a brake rocker arm 24a of the engine brake unit 11a.
  • the brake rocker arm 24a is also pivotally mounted on the rocker shaft 23a and is pivotable outside of a braking operation relative to the brake rocker arm 24a.
  • the brake rocker arm 24a has, at its end facing the gas exchange valve 10a, a transverse arm 25a which is guided transversely to the brake rocker arm 24a or parallel to the rocker arm shaft 23a in the direction of the brake rocker arm 24a.
  • an actuator unit is arranged with an actuator means 12a formed by a hydraulically actuated actuator piston (FIGS. 1 and 2).
  • the actuator 12a is guided in a housing 26a of the actuator unit.
  • the actuator unit has a hydraulically formed locking unit 13a, which is provided to actuate the actuator 12a from a certain position of the Actuator means 12a against a counter force 14a to lock.
  • the locking unit 13a has a bypass 15a formed by a channel formed in the housing 26a, via which pressure medium can flow away up to the specific position of the actuator 12a.
  • the actuator means 12a Before the braking operation is activated, the actuator means 12a is in its lower position due to the force acting on the actuator means 12a gravity or due to the force of a - not shown - spring.
  • the gas exchange valve 10a is opened independently of the brake cam 21a by the exhaust cam 20a via the exhaust rocker arm 22a and closed by a valve spring (not shown) acting in the closing direction of the gas exchange valve 10a.
  • a 2/2-way valve 45a is connected via a pressure build-up and pressure medium flows via a check valve 30a of the 2/2-way valve 45a and via an inlet channel 27a into a pressure chamber 28a below the actuator means 12a and the actuator 12a extends the housing 26a ( FIG. 3 ).
  • the pressure limiting valve 16a is closed during the extension of the actuator means 12a without or without significant counterforce and opens when the actuator 12a at a pressure slightly above a maximum system pressure in the inlet channel 27a of the internal combustion engine or when the rocker arms 22a, 24a during the extension of the actuator means 12a are coupled. In principle, however, it is also conceivable that a bypass without corresponding pressure relief valve 16a is provided.
  • the actuator means 12a is by means of Arretieraji 13a locked, namely by the bypass 15a is connected on both sides with the pressure chamber 28a and the bypass 15a connects the pressure chamber 28a with the inflow channel 27a and thereby prevented that can flow through the bypass 15a pressure fluid ( Figure 4).
  • the actuator 12a comes with its guide collar 29a to a stop 31a to the plant.
  • the inflow passage 27a and the bypass 15a are dimensioned such that at any pressure medium temperature or oil temperature possibly occurring during operation and any engine speed possibly occurring in operation, the actuator means 12a can be fully extended in one cycle reduced by an opening time of the gas exchange valve 10a ,
  • FIGS. 5 to 8 Alternative embodiments are shown. Substantially identical components, features and functions are basically numbered by the same reference numerals. To distinguish the embodiments, however, the reference numerals of the embodiments, the letters a to e are added. The following description is essentially limited to the differences from the embodiment in the FIGS. 1 to 4 , wherein with respect to the same components, features and functions on the description of the embodiment in the FIGS. 1 to 4 can be referenced.
  • FIG. 5 an alternative actuator unit is shown with a locking unit 13b having a partially arranged in an actuator means 12b by-pass 15b. Before the actuator 12b is fully extended, can flow through the bypass 15b pressure fluid from a pressure chamber 28b. When the actuator means 12b is fully extended, a passage portion 15b 'of the bypass 15b in a housing 26b of the actuator unit is via a guide collar 29b of the actuator means 12b and a passage portion 15b "of the bypass 15b closed by a stopper 31b to the outside and the actuator 12b is locked.
  • FIG. 6 an alternative actuator unit is shown with a locking unit 13c having a partially arranged in an actuator 12c bypass 15c. Furthermore, the actuator unit has an energy storage unit 17c formed by a hydraulic pressure storage unit, which is intended to store energy during a compensating movement of the actuator means 12c.
  • the energy storage unit 17c has a mechanical spring element 18c formed by a helical compression spring in an annular space 32c of a housing 26c of the actuator unit, which is supported at a first end on a component forming a stop 31c and at a second end on a spring retainer 33c.
  • the spring plate 33c is secured in the direction away from the spring element 18c by a tensioning disc 34c and is displaceably guided in the direction of the spring element 18c counter to a spring force of the spring element 18c in the annular space 32c. In this case prevents a stop not shown in the stop 31c, that the spring element 18c goes to block.
  • the actuator means 12c Before the braking operation is activated, the actuator means 12c is in its lower position due to gravity acting on the actuator means 12c or due to the force of a spring (not shown).
  • pressure medium flows via an inlet channel 27c into a pressure chamber 28c below the actuator means 12c and the actuator means 12c extends out of the housing 26c ( FIG. 6 ).
  • the actuator 12c is extended again particularly quickly to its position at which it stood before the coupling of the rocker arms. Until the next coupling of the rocker arms, the actuator 12c can be extended further. It can be a kind of iterative extension of the actuator 12c, in particular over several cycles, can be achieved.
  • the actuator means 12c When the actuator means 12c is fully extended, the actuator means 12c is locked by means of the locking unit 13c, by closing a passage section 15c 'of the bypass 15c by means of a guide collar 29c of the actuator means 12c and a passage section 15c "of the bypass 15c via the stop 31c, so that an outflow of pressure medium from the pressure chamber 28c is prevented via the bypass 15c in the annular space 32c.
  • the annular space 32c is connected via a channel 35c to a space adjacent to the actuator unit.
  • FIG. 7 an alternative actuator unit is shown with a locking unit 13d having a partially arranged in an actuator means 12d bypass 15d. Furthermore, the actuator unit has one of a hydraulic pressure storage unit formed energy storage unit 17d, which is intended to store energy during a compensating movement of the actuator 12d.
  • the energy storage unit 17d has within the actuator means 12d in a spring chamber 36d a mechanical spring element 18d formed by a helical compression spring, which is supported at a first end on a lower side of the actuator means and at a second end on a spring plate 33d.
  • the spring plate 33d is secured in the direction away from the spring element 18d by a clamping disk 34d in the actuator means 12d and is guided in the direction of the spring element 18d, against a spring force of the spring element 18d, displaceable in the actuator 12d. In this case, prevents a stop not shown in the actuator 12d that the spring element 18d goes to block.
  • the actuator means 12d Before the braking operation is activated, the actuator means 12d is in its lower position due to gravity acting on the actuator means 12d or due to the force of a spring (not shown).
  • pressure medium flows via an inlet channel 27d into a pressure chamber 28d below the actuator means 12d or underneath the spring plate 33d and the actuator means 12d extends out of the housing 26d ( FIG. 7 ).
  • the actuator means 12d is locked by means of the locking unit 13d, namely by the bypass 15d or the channel section 15d '' 'being closed by means of a guide collar 29d of the actuator means 12d, so that an outflow of pressure medium from the spring chamber 36d over the bypass 15d is avoided. Furthermore, when the actuator means 12d is fully extended, the spring chamber 36d is connected to the inflow channel 27d via a channel 37d, so that air still remaining from the spring chamber 36d is pressed during operation by a pumping effect, the spring chamber 36d is completely filled with hydraulic pressure medium from the inflow channel 27d and Actuator 12d can be locked by hydraulic pressure medium.
  • FIG. 8 an alternative actuator unit is shown with a locking unit 13e having a bypass 15e. Furthermore, the actuator unit has an energy storage unit 17e formed by a hydraulic pressure storage unit, which is provided to store energy during a compensation movement of an actuator means 12e.
  • the energy storage unit 17e has within the actuator means 12e in a spring chamber 36e one formed by a helical compression spring mechanical spring element 18e, which is supported on a first, a support surface of the actuator means 12e for a rocker arm end facing a mounted in the actuator means 12e spring plate 33e and at a second end to a fixed in the actuator 12e lid 38e.
  • the spring plate 33e is secured in the direction away from the spring element 18e by a shoulder 39e of the actuator means 12e and is displaceably guided in the direction of the spring element 18e against a spring force of the spring element 18e in the actuator 12e. In this case, prevents a non-illustrated stop in the lid 38e, that the spring element 18e goes to block.
  • the actuator means 12e Before the braking operation is activated, the actuator means 12e is in its lower position due to gravity acting on the actuator means 12e or due to the force of a spring (not shown).
  • pressure medium flows via an inlet channel 27e into a pressure chamber 28e below the actuator means 12e or below the lid 38e and the actuator means 12e extends out of a housing 26e ( FIG. 8 ).
  • the actuator means 12e can be extended further.
  • the spring chamber 36e is connected via a channel 41e, an annular space 42e and via a channel 43e to a space adjoining the actuator unit.
  • the actuator 12e is locked by means of the locking unit 13e, namely by the bypass 15e is closed by means of a guide collar 29e of the actuator 12e, so that an outflow of pressure fluid from the pressure chamber 28e via the bypass 15e in the pressure chamber 40e is avoided in the actuator 12e. Furthermore, the channel 43e is closed by a guide collar 44e of the actuator means 12e.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung zur Übertragung einer Antriebsbewegung auf wenigstens ein Gaswechselventil (10a) und mit einer Brennkraftmaschinenbremseinheit (11a; 11b; 11c; 11d; 11e) , die wenigstens ein Aktuatormittel (12a; 12b; 12c; 12d; 12e) umfasst. Es wird vorgeschlagen, dass die Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung eine Arretiereinheit (13a;' 13b; 13c; l3d; 13e)' aufweist, die dazu vorgesehen ist, das Aktuatormittel (12a; 12b; 12c; 12d; 12e) ab einer bestimmten Stellung des Aktuatormittels (12a; 12b; 12c; 12d; 12e) gegen eine Gegenkraft (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) zu arretieren

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1.
  • Aus der DE 693 29 064 T2 ist eine gattungsgemäße Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung zur Übertragung einer Antriebsbewegung auf ein Gaswechselventil und mit einer Brennkraftmaschinenbremseinheit bekannt, die ein hydraulisches Aktuatormittel umfasst. Um unerwünscht hohe Kräfte zu vermeiden, weist die Brennkraftmaschinenbremseinheit ein Überdruckventil auf.
  • Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung bereitzustellen, die im Betrieb gegenüber Impulsen unempfindlich ausführbar ist und bei der dennoch unerwünscht hohe Kräfte vorteilhaft vermieden werden können. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, wobei weitere Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
  • Die Erfindung geht aus von einer Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung zur Übertragung einer Antriebsbewegung auf wenigstens ein Gaswechselventil und mit einer Brennkraftmaschinenbremseinheit, die wenigstens ein Aktuatormittel umfasst.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung eine Arretiereinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, das Aktuatormittel ab einer bestimmten Stellung des Aktuatormittels gegen eine Gegenkraft zu arretieren. Vor der Arretierung mittels der Arretiereinheit kann eine Verstellung des Aktuatormittels zugelassen und es kann vermieden werden, dass das Aktuatormittel kurz vor einem oberen Totpunkt eines Brennkraftmaschinenkolbens vollständig ausfährt und es aufgrund hoher Zylinderdrücke zu unerwünscht hohen Kräften kommt. Zudem kann bei arretiertem Aktuatormittel ein unerwünschtes Verstellen des Aktuatormittels bei auftretenden Impulsen sicher vermieden werden, so dass insbesondere selbst bei hohen Drehzahlen eine vorteilhafte Bremswirkung erreicht werden kann. Unter "vorgesehen" soll dabei insbesondere speziell ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.
  • Ist das Aktuatormittel von einem hydraulisch betätigbaren Aktuatorkolben gebildet und/oder ist die Arretiereinheit hydraulisch ausgebildet, kann diese besonders konstruktiv einfach und kostengünstig für die in der Regel auftretenden hohen Kräfte ausgelegt werden. Unter einer "hydraulisch ausgebildeten Arretiereinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die Hydraulikflüssigkeit zur Arretierung nutzt.
  • Um die Kräfte vor der Arretierung auf ein gewünschtes Maß zu begrenzen, sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Mittel denkbar, wie beispielsweise ein Druckbegrenzungsventil oder besonders vorteilhaft wenigstens ein By-pass, über den bis zur bestimmten Stellung des Aktuatormittels Druckmittel fließen kann, wodurch unerwünscht hohe Kräfte konstruktiv einfach vermieden und die Arretiereinheit konstruktiv einfach realisiert werden können. Insbesondere können mittels einer entsprechenden Ausgestaltung besonders genau auszulegende Druckbegrenzungsventile und dadurch bedingte Kosten vermieden werden.
  • Ist im Bypass wenigstens ein Druckbegrenzungsventil angeordnet, können Verluste über den Bypass vorteilhaft zumindest reduziert werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Bypass zumindest teilweise im Aktuatormittel angeordnet ist, wodurch dieser besonders Platz sparend integriert werden kann.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung wenigstens eine Energiespeichereinheit aufweist, die dazu vorgesehen, bei einer Ausgleichsbewegung des Aktuatormittels Energie zu speichern. Durch eine entsprechende Ausgestaltung kann ein Ausfahren des Aktuatormittels über mehrere Arbeitspiele, insbesondere über mehr als 720° einer Kurbelwelle ermöglicht werden, und es kann insgesamt auch ein besonders schnelles Ausfahren des Aktuatormittels nach einer ersten Ausgleichsbewegung ermöglicht werden. Insgesamt kann eine Aktivierungszeit der Brennkraftmaschinenbremseinheit reduziert werden.
  • Vorzugsweise ist die Energiespeichereinheit von einer hydraulischen Druckspeichereinheit gebildet, wodurch diese konstruktiv einfach realisiert werden kann, und zwar insbesondere, wenn das Aktuatormittel von einem hydraulisch betätigbaren Aktuatorkolben gebildet ist und/oder die Arretiereinheit hydraulisch ausgebildet ist. Unter einer "hydraulischen Druckspeichereinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Speichereinheit verstanden werden, in der hydraulisches Druckmittel insbesondere unter Druck gespeichert werden kann.
  • Weist die Energiespeichereinheit wenigstens ein mechanisches Federelement auf, kann diese konstruktiv einfach und flexibel ausgelegt werden.
  • Ist das Federelement zumindest teilweise innerhalb des Aktuatormittels angeordnet, kann wiederum zusätzlich Bauraum eingespart werden.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Dabei zeigen:
    • Fig.
    1 Einzelteile einer Gaswechselventilbetätigungsvor- richtung,
    Fig. 2
    eine Aktuatoreinheit einer Brennkraftmaschinen- bremseinheit der Gaswechselventilbetätigungsvorrich- tung in deaktivierter Stellung,
    Fig. 3
    die Aktuatoreinheit aus Figur 2 mit teilweise aus- gefahrenem Aktuatormittel,
    Fig. 4
    die Aktuatoreinheit aus Figur 2 mit vollständig ausgefahrenem Aktuatormittel,
    Fig. 5
    eine alternative Aktuatoreinheit mit einem teilwei- se in einem Aktuatormittel integrierten Bypass,
    Fig. 6
    eine alternative Aktuatoreinheit mit einer Energie- speichereinheit,
    Fig. 7
    eine alternative Aktuatoreinheit mit einer in einem Aktuatormittel integrierten Energiespeichereinheit und
    Fig. 8
    eine alternative Aktuatoreinheit mit einer in einem Aktuatormittel integrierten Energiespeichereinheit.
  • Figur 1 zeigt Einzelteile einer Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine, die dazu vorgesehen ist, eine Antriebsbewegung auf Gaswechselventile 10a zu übertragen, wobei nur ein Gaswechselventil 10a angedeutet ist. Die Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung umfasst eine Nockenwelle 19a mit einem Auslassnocken 20a und einem Bremsnocken 21a einer Brennkraftmaschinenbremseinheit 11a. Der Auslassnocken 20a wirkt auf ein erstes Ende eines Auslasskipphebels 22a, der auf einer Kipphebelachse 23a schwenkbar gelagert ist und mit seinem zweiten Ende auf das als Auslassventil vorgesehene Gaswechselventil 10a wirkt.
  • Der Bremsnocken 21a ist im Bereich eines Bremskipphebels 24a der Brennkraftmaschinenbremseinheit 11a auf der Nockenwelle 19a angeordnet. Der Bremskipphebel 24a ist ebenfalls schwenkbar auf der Kipphebelachse 23a gelagert und ist außerhalb eines Bremsbetriebs relativ zum Bremskipphebel 24a schwenkbar.
  • Der Bremskipphebel 24a weist an seinem dem Gaswechselventil 10a zugewandten Ende einen Querarm 25a auf, der quer zum Bremskipphebel 24a bzw. parallel zur Kipphebelachse 23a in Richtung des Bremskipphebels 24a unter denselben geführt ist. Zwischen dem Querarm 25a und dem Bremskipphebel 24a ist eine Aktuatoreinheit mit einem von einem hydraulisch betätigbaren Aktuatorkolben gebildeten Aktuatormittel 12a angeordnet (Figuren 1 und 2). Das Aktuatormittel 12a ist in einem Gehäuse 26a der Aktuatoreinheit geführt.
  • Erfindungsgemäß weist die Aktuatoreinheit eine hydraulisch ausgebildete Arretiereinheit 13a auf, die dazu vorgesehen ist, das Aktuatormittel 12a ab einer bestimmten Stellung des Aktuatormittels 12a gegen eine Gegenkraft 14a zu arretieren. Die Arretiereinheit 13a weist einen von einem im Gehäuse 26a eingebrachten Kanal gebildeten Bypass 15a auf, über den bis zur bestimmten Stellung des Aktuatormittels 12a Druckmittel abfließen kann.
  • Bevor der Bremsbetrieb aktiviert ist, befindet sich das Aktuatormittel 12a infolge der auf das Aktuatormittel 12a wirkenden Schwerkraft oder aufgrund der Kraft einer - nicht abgebildeten - Feder in seiner unteren Stellung. Das Gaswechselventil 10a wird unabhängig vom Bremsnocken 21a vom Auslassnocken 20a über den Auslasskipphebel 22a geöffnet und über eine nicht näher dargestellte, in Schließrichtung des Gaswechselventils 10a wirkende Ventilfeder geschlossen.
  • Wird der Bremsbetrieb aktiviert, wird über einen Druckaufbau ein 2/2-Wegeventil 45a geschaltet und Druckmittel strömt über ein Rückschlagventil 30a des 2/2-Wegeventils 45a und über einen Zuflusskanal 27a in einen Druckraum 28a unterhalb des Aktuatormittels 12a und das Aktuatormittel 12a fährt aus dem Gehäuse 26a aus (Figur 3).
  • Werden die Kipphebel 22a, 24a über die Aktuatoreinheit gekoppelt bevor das Aktuatormittel 12a nahezu vollständig ausgefahren ist, so dass eine vom Bremsnocken 21a hervorgerufene Kraft über den Bremskipphebel 24a auf die Aktuatoreinheit und dadurch bedingt eine Gegenkraft 14a auf das Aktuatormittel 12a wirkt, kann Druckmittel aus dem Druckraum 28a über den Zuflusskanal 27a und über den Bypass 15a abfließen, so dass das Aktuatormittel 12a in Wirkrichtung der Gegenkraft 14a eine Ausgleichsbewegung durchführen kann, wodurch unerwünscht hohe Kräfte in der Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung vermieden werden. Um unerwünschte Verluste beim Ausfahren des Aktuatormittels 12a vor einer Kopplung der Kipphebel 22a, 24a über den Bypass 15a zu vermeiden, ist im Bypass 15a ein Druckbegrenzungsventil 16a angeordnet. Das Druckbegrenzungsventil 16a ist beim Ausfahren des Aktuatormittels 12a ohne bzw. ohne wesentliche Gegenkraft geschlossen und öffnet beim Ausfahren des Aktuatormittels 12a bei einem Druck geringfügig oberhalb einem maximalen Systemdruck im Zuflusskanal 27a der Brennkraftmaschine bzw., wenn die Kipphebel 22a, 24a während dem Ausfahren des Aktuatormittels 12a gekoppelt werden. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, dass ein Bypass ohne entsprechendes Druckbegrenzungsventil 16a vorgesehen ist.
  • Ist das Aktuatormittel 12a vollständig ausgefahren, bevor die Kipphebel 22a, 24a über die Aktuatoreinheit gekoppelt werden und eine vom Bremsnocken 21a hervorgerufene Kraft über den Bremskipphebel 24a auf die Aktuatoreinheit und dadurch bedingt die Gegenkraft 14a auf das Aktuatormittel 12a wirkt, ist das Aktuatormittel 12a mittels der Arretiereinheit 13a arretiert, und zwar indem der Bypass 15a beidseitig mit dem Druckraum 28a verbunden ist bzw. der Bypass 15a den Druckraum 28a mit dem Zuflusskanal 27a verbindet und dadurch verhindert ist, dass über den Bypass 15a Druckmittel abfließen kann (Figur 4). Im vollständig ausgefahrenen Zustand kommt das Aktuatormittel 12a mit seinem Führungsbund 29a an einem Anschlag 31a zur Anlage.
  • Wirkt eine vom Bremsnocken 21a hervorgerufene Öffnungskraft über den Bremskipphebel 24a auf die Aktuatoreinheit, schließt das Rückschlagventil 30a und es kann die Öffnungskraft über die Aktuatoreinheit, den Querarm 25a auf den Auslasskipphebel 22a und über den Auslasskipphebel 22a auf das Gaswechselventil 10a übertragen werden und das Gaswechselventil 10a kann zu von dem Bremsnocken 21a vorgegebenen Kurbelwellenwinkeln geöffnet werden.
  • Wird der Bremsbetrieb deaktiviert, fällt der Druck vor dem 2/2-Wegeventil 45a ab und das 2/2-Wegeventil 45a wird, angetrieben durch eine Federkraft eines Federelements 46a, in seine Ausgangsstellung zurückgeschaltet, so dass das Druckmittel aus dem Druckraum 28a über den Zuflusskanal 27a und über das 2/2-Wegeventil 45a abfließen kann.
  • Der Zuflusskanal 27a und der Bypass 15a sind in der Weise dimensioniert, dass bei jeder im Betrieb möglicherweise auftretenden Druckmitteltemperatur bzw. Öltemperatur und jeder im Betrieb möglicherweise auftretenden Brennkraftmaschinendrehzahl das Aktuatormittel 12a in einem Arbeitsspiel, vermindert um eine Öffnungszeit des Gaswechselventils 10a, vollständig ausgefahren werden kann.
  • In den Figuren 5 bis 8 sind alternative Ausführungsbeispiele dargestellt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile, Merkmale und Funktionen sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind jedoch den Bezugszeichen der Ausführungsbeispiele die Buchstaben a bis e hinzugefügt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 4, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 4 verwiesen werden kann.
  • In Figur 5 ist eine alternative Aktuatoreinheit mit einer Arretiereinheit 13b dargestellt, die einen teilweise in einem Aktuatormittel 12b angeordneten Bypass 15b aufweist. Bevor das Aktuatormittel 12b vollständig ausgefahren ist, kann über den Bypass 15b Druckmittel aus einem Druckraum 28b abfließen. Ist das Aktuatormittel 12b vollständig ausgefahren, ist ein Kanalabschnitt 15b' des Bypasses 15b in einem Gehäuse 26b der Aktuatoreinheit über einen Führungsbund 29b des Aktuatormittels 12b und ein Kanalabschnitt 15b'' des Bypasses 15b ist über einen Anschlag 31b nach außen verschlossen und das Aktuatormittel 12b ist arretiert.
  • In Figur 6 ist eine alternative Aktuatoreinheit mit einer Arretiereinheit 13c dargestellt, die einen teilweise in einem Aktuatormittel 12c angeordneten Bypass 15c aufweist. Ferner weist die Aktuatoreinheit eine von einer hydraulischen Druckspeichereinheit gebildete Energiespeichereinheit 17c auf, die dazu vorgesehen ist bei einer Ausgleichsbewegung des Aktuatormittels 12c Energie zu speichern. Die Energiespeichereinheit 17c weist eine in einem Ringraum 32c eines Gehäuses 26c der Aktuatoreinheit ein von einer Schraubendruckfeder gebildetes mechanisches Federelement 18c auf, das an einem ersten Ende an einem einen Anschlag 31c bildenden Bauteil und an einem zweiten Ende an einem Federteller 33c abgestützt ist. Der Federteller 33c ist in die vom Federelement 18c abgewandte Richtung durch eine Spannscheibe 34c gesichert und ist in Richtung des Federelements 18c entgegen einer Federkraft des Federelements 18c verschiebbar im Ringraum 32c geführt. Dabei verhindert ein nicht näher dargestellter Anschlag im Anschlag 31c, dass das Federelement 18c auf Block geht.
  • Bevor der Bremsbetrieb aktiviert ist, befindet sich das Aktuatormittel 12c infolge der auf das Aktuatormittel 12c wirkenden Schwerkraft oder aufgrund der Kraft einer - nicht abgebildeten - Feder in seiner unteren Stellung.
  • Wird der Bremsbetrieb aktiviert, strömt Druckmittel über einen Zuflusskanal 27c in einen Druckraum 28c unterhalb des Aktuatormittels 12c und das Aktuatormittel 12c fährt aus dem Gehäuse 26c aus (Figur 6).
  • Werden dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 4 entsprechende Kipphebel über die Aktuatoreinheit gekoppelt, bevor das Aktuatormittel 12c nahezu vollständig ausgefahren ist, so dass eine von einem Bremsnocken hervorgerufene Kraft über einen Bremskipphebel auf die Aktuatoreinheit und dadurch bedingt eine Gegenkraft 14c auf das Aktuatormittel 12c wirkt, kann Druckmittel aus dem Druckraum 28c über den Bypass 15c in den einen Druckspeicheraum bildenden Ringraum 32c fließen. Dabei wird der Federteller 33c entgegen der Federkraft des Federelements 18c verschoben und das Aktuatormittel 12c führt in Wirkrichtung der Gegenkraft 14c eine Ausgleichsbewegung aus, wodurch unerwünscht hohe Kräfte vermieden werden. Entfällt die Gegenkraft 14c wieder, entspannt sich das Federelement 18c und drückt das Druckmittel aus dem Ringraum 32c zurück in den Druckraum 28c, wodurch das Aktuatormittel 12c besonders schnell wieder an seine Position ausgefahren wird, an der es vor der Kopplung der Kipphebel stand. Bis zur nächsten Kopplung der Kipphebel kann das Aktuatormittel 12c weiter ausgefahren werden. Es kann eine Art iteratives Ausfahren des Aktuatormittels 12c, insbesondere auch über mehrere Arbeitsspiele, erreicht werden.
  • Ist das Aktuatormittel 12c vollständig ausgefahren, ist das Aktuatormittel 12c mittels der Arretiereinheit 13c arretiert, und zwar indem ein Kanalabschnitt 15c' des Bypasses 15c mittels eines Führungsbunds 29c des Aktuatormittels 12c und ein Kanalabschnitt 15c'' des Bypasses 15c über den Anschlag 31c verschlossen ist, so dass ein Abfluss von Druckmittel aus dem Druckraum 28c über den Bypass 15c in den Ringraum 32c unterbunden ist. Um einen Druckaufbau im Bereich des Federelements 18c, bedingt durch Leckage zu vermeiden, ist der Ringraum 32c über einen Kanal 35c mit einem an die Aktuatoreinheit angrenzenden Raum verbunden.
  • In Figur 7 ist eine alternative Aktuatoreinheit mit einer Arretiereinheit 13d dargestellt, die einen teilweise in einem Aktuatormittel 12d angeordneten Bypass 15d aufweist. Ferner weist die Aktuatoreinheit eine von einer hydraulischen Druckspeichereinheit gebildete Energiespeichereinheit 17d auf, die dazu vorgesehen ist, bei einer Ausgleichsbewegung des Aktuatormittels 12d Energie zu speichern. Die Energiespeichereinheit 17d weist innerhalb des Aktuatormittels 12d in einem Federraum 36d ein von einer Schraubendruckfeder gebildetes mechanisches Federelement 18d auf, das an einem ersten Ende an einer Unterseite des Aktuatormittels und an einem zweiten Ende an einem Federteller 33d abgestützt ist. Der Federteller 33d ist in die vom Federelement 18d abgewandte Richtung durch eine Spannscheibe 34d im Aktuatormittel 12d gesichert und ist in Richtung des Federelements 18d, entgegen einer Federkraft des Federelements 18d, verschiebbar im Aktuatormittel 12d geführt. Dabei verhindert ein nicht näher dargestellter Anschlag im Aktuatormittel 12d, dass das Federelement 18d auf Block geht.
  • Bevor der Bremsbetrieb aktiviert ist, befindet sich das Aktuatormittel 12d infolge der auf das Aktuatormittel 12d wirkenden Schwerkraft oder aufgrund der Kraft einer - nicht abgebildeten - Feder in seiner unteren Stellung.
  • Wird der Bremsbetrieb aktiviert, strömt Druckmittel über einen Zuflusskanal 27d in einen Druckraum 28d unterhalb des Aktuatormittels 12d bzw. unterhalb des Federtellers 33d und das Aktuatormittel 12d fährt aus dem Gehäuse 26d aus (Figur 7).
  • Werden dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 4 entsprechende Kipphebel über die Aktuatoreinheit gekoppelt, bevor das Aktuatormittel 12d nahezu vollständig ausgefahren ist, so dass eine von einem Bremsnocken hervorgerufene Kraft über einen Bremskipphebel auf die Aktuatoreinheit und dadurch bedingt eine Gegenkraft 14d auf das Aktuatormittel 12d wirkt, wird das Federelement 18d zusammengedrückt und aus dem Federraum 36d kann über den Bypass 15d Druckmittel abfließen, und zwar über einen Kanalabschnitt 15d' im Aktuatormittel 12d, einen Ringraum 15d'' zwischen dem Aktuatormittel 12d und dem Gehäuse 26d und über einen Kanalabschnitt 15d"' im Gehäuse 26d. Dabei wird der Federteller 33d entgegen der Federkraft des Federelements 18d verschoben und das Aktuatormittel 12d führt in Wirkrichtung der Gegenkraft 14d eine Ausgleichsbewegung aus, wodurch unerwünscht hohe Kräfte vermieden werden. Entfällt die Gegenkraft 14d wieder, entspannt sich das Federelement 18d und das Aktuatormittel 12d wird wieder an seine Position, an der es vor der Kopplung der Kipphebel stand, verschoben. Dabei kann insbesondere auch Luft über den Bypass 15d angesaugt werden. Bis zur nächsten Kopplung der Kipphebel kann das Aktuatormittel 12d weiter ausgefahren werden.
  • Ist das Aktuatormittel 12d vollständig ausgefahren, ist das Aktuatormittel 12d mittels der Arretiereinheit 13d arretiert, und zwar indem der Bypass 15d bzw. der Kanalabschnitt 15d''' mittels eines Führungsbunds 29d des Aktuatormittels 12d verschlossen ist, so dass ein Abfluss von Druckmittel aus dem Federraum 36d über den Bypass 15d vermieden ist. Ferner ist der Federraum 36d bei vollständig ausgefahrenem Aktuatormittel 12d über einen Kanal 37d mit dem Zuflusskanal 27d verbunden, so dass über einen Pumpeffekt im Betrieb noch verbleibende Luft aus dem Federraum 36d gedrückt, der Federraum 36d vollständig mit hydraulischem Druckmittel aus dem Zuflusskanal 27d befüllt und das Aktuatormittel 12d über hydraulisches Druckmittel arretiert werden kann.
  • In Figur 8 ist eine alternative Aktuatoreinheit mit einer Arretiereinheit 13e dargestellt, die einen Bypass 15e aufweist. Ferner weist die Aktuatoreinheit eine von einer hydraulischen Druckspeichereinheit gebildete Energiespeichereinheit 17e auf, die dazu vorgesehen ist, bei einer Ausgleichsbewegung eines Aktuatormittels 12e Energie zu speichern. Die Energiespeichereinheit 17e weist innerhalb des Aktuatormittels 12e in einem Federraum 36e ein von einer Schraubendruckfeder gebildetes mechanisches Federelement 18e auf, das an einem ersten, einer Auflagefläche des Aktuatormittels 12e für einen Kipphebel zugewandten Ende an einem im Aktuatormittel 12e gelagerten Federteller 33e und an einem zweiten Ende an einem im Aktuatormittel 12e befestigten Deckel 38e abgestützt ist. Der Federteller 33e ist in die vom Federelement 18e abgewandte Richtung durch einen Absatz 39e des Aktuatormittels 12e gesichert und ist in Richtung des Federelements 18e, entgegen einer Federkraft des Federelements 18e, verschiebbar im Aktuatormittel 12e geführt. Dabei verhindert ein nicht näher dargestellter Anschlag im Deckel 38e, dass das Federelement 18e auf Block geht.
  • Bevor der Bremsbetrieb aktiviert ist, befindet sich das Aktuatormittel 12e infolge der auf das Aktuatormittel 12e wirkenden Schwerkraft oder aufgrund der Kraft einer - nicht abgebildeten - Feder in seiner unteren Stellung.
  • Wird der Bremsbetrieb aktiviert, strömt Druckmittel über einen Zuflusskanal 27e in einen Druckraum 28e unterhalb des Aktuatormittels 12e bzw. unterhalb des Deckels 38e und das Aktuatormittel 12e fährt aus einem Gehäuse 26e aus (Figur 8).
  • Werden dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 4 entsprechende Kipphebel über die Aktuatoreinheit gekoppelt, bevor das Aktuatormittel 12e nahezu vollständig ausgefahren ist, so dass eine von einem Bremsnocken hervorgerufene Kraft über einen Bremskipphebel auf die Aktuatoreinheit und dadurch bedingt eine Gegenkraft 14e auf das Aktuatormittel 12e wirkt, wird das Federelement 18e zusammengedrückt und aus dem Druckraum 28e kann über den Zuflusskanal 27e und über den Bypass 15e Druckmittel in einen Druckraum 40e im Aktuatormittel 12e fließen. Dabei wird der Federteller 33e entgegen der Federkraft des Federelements 18e verschoben und das Aktuatormittel 12e führt in Wirkrichtung der Gegenkraft 14e eine Ausgleichsbewegung aus, wodurch unerwünscht hohe Kräfte vermieden werden. Entfällt die Gegenkraft 14e wieder, entspannt sich das Federelement 18e, das Druckmittel wird aus dem Druckraum 40e über den Bypass 15e und über den Zuflusskanal 27e in den Druckraum 28e verschoben und das Aktuatormittel 12e wird wieder an seine Position, an der es vor der Kopplung der Kipphebel stand, verschoben. Bis zur nächsten Kopplung der Kipphebel kann das Aktuatormittel 12e weiter ausgefahren werden. Um einen Druckaufbau im Federraum 36e, bedingt durch Leckage, zu vermeiden, ist der Federraum 36e über einen Kanal 41e, einen Ringraum 42e und über einen Kanal 43e mit einem an die Aktuatoreinheit angrenzenden Raum verbunden.
  • Ist das Aktuatormittel 12e vollständig ausgefahren, ist das Aktuatormittel 12e mittels der Arretiereinheit 13e arretiert, und zwar indem der Bypass 15e mittels eines Führungsbunds 29e des Aktuatormittels 12e verschlossen ist, so dass ein Abfluss von Druckmittel aus dem Druckraum 28e über den Bypass 15e in den Druckraum 40e im Aktuatormittel 12e vermieden ist. Ferner ist der Kanal 43e über einen Führungsbund 44e des Aktuatormittels 12e verschlossen.
    • Bezugszeichen
    • 10
    Gaswechselventil
    11
    Brennkraftmaschinen- bremseinheit
    12
    Aktuatormittel
    13
    Arretiereinheit
    14
    Gegenkraft
    15
    Bypass
    16
    Druckbegrenzungsventil
    17
    Energiespeichereinheit
    18
    Federelement
    19
    Nockenwelle
    20
    Auslassnocken
    21
    Bremsnocken
    22
    Auslasskipphebel
    23
    Kipphebelachse
    24
    Bremskipphebel
    25
    Querarm
    26
    Gehäuse
    27
    Zuflusskanal
    28
    Druckraum
    29
    Führungsbund
    30
    Rückschlagventil
    31
    Anschlag
    32
    Ringraum
    33
    Federteller
    34
    Spannscheibe
    35
    Kanal
    36
    Federraum
    37
    Kanal
    38
    Deckel
    39
    Absatz
    40
    Druckraum
    41
    Kanal
    42
    Ringraum
    43
    Kanal
    44
    Führungsbund
    45
    2/2-Wegeventil
    46
    Federelement

Claims (7)

  1. Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung zur Übertragung einer Antriebsbewegung auf wenigstens ein Gaswechselventil (10a) und mit einer Brennkraftmaschinenbremseinheit (11a; 11b; 11c; 11d; 11e), die wenigstens ein Aktuatormittel (12a; 12b; 12c; 12d; 12e) umfasst und eine Arretiereinheit (13a;.13b; 13c; 13d; 13e), die dazu vorgesehen ist, das Aktuatormittel (12a; 12b; 12c; 12d; 12e) ab einer bestimmten Stellung des Aktuatormittels (12a; 12b; 12c; 12d; 12e) gegen eine Gegenkraft (14a; 14b; 14c; 14d; 14e) zu arretieren, wobei das Aktuatormittel (12a; 12b; 12c; 12d; 12e) von einem hydraulisch betätigbaren Aktuatorkolben gebildet ist und die Arretiereinheit (13a; 13b; 13c; 13d; 13e) hydraulisch ausgebildet ist, indem ein Druckmittel über einen Zuflusskanal (27a; 27b; 27c; 27d; 27e) in einen Druckraum (28a; 28b; 28c; 28d; 28e) unterhalb des Aktuatormittels (12a; 12b; 12c; 12d; 12e) strömen kann,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Arretiereinheit (13a; 13b; 13c; 13d; 13e) wenigstens einen Bypass (15a; 15b; 15c; 15d; 15e) aufweist, über den bis zur bestimmten Stellung des Aktuatormittels (12a; 12b; 12c; 12d; 12e) Druckmittel aus dem Druckraum (28a; 28b; 28c; 28d; 28e) über den Bypass (15a; 15b; 15c; 15d; 15e) abfließ und mit arretierter Arretiereinheit (13a;
    13b; 13c; 13d; 13e) der Bypass (15a) den Druckraum (28a) mit den Zuflusskanal (27a) verbindet oder das Aktuatormittel (12b; 12c; 12d; 12e) den Bypass (15b; 15c; 15d; 15e) verschließt.
  2. Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im Bypass (15a; 15b) wenigstens ein Druckbegrenzungsventil (16a; 16b) angeordnet ist.
  3. Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Bypass (15b; 15c; 15d) zumindest teilweise im Aktuatormittel (12b; 12c; 12d) angeordnet ist.
  4. Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    wenigstens eine Energiespeichereinheit (17c; 17d; 17e), die dazu vorgesehen, bei einer Ausgleichsbewegung des Aktuatormittels (12c; 12d; 12e) Energie zu speichern.
  5. Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Energiespeichereinheit (17c; 17d; 17e) von einer hydraulischen Druckspeichereinheit gebildet ist.
  6. Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Energiespeichereinheit (17c; 17d; 17e) ein mechanisches Federelement (18c; 18d; 18e) aufweist.
  7. Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Federelement (18d; 18e) zumindest teilweise innerhalb des Aktuatormittels (12d; 12e) angeordnet ist.
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