NL1013811C2 - Hydraulisch klepbedieningsmechanisme. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Hydraulisch klepbedieningsmechanisme.

De uitvinding betreft een mechanisme voor het bedienen van een of meer kleppen van een zuigerwerktuig, in het bijzonder een inlaat- en/of uitlaatklep van een verbrandingsmotor.

5 De uitvinding betreft met name een mechanisme dat het mogelijk maakt het openen en sluiten van de klep(-pen) in grote mate variabel te realiseren, in een bijzondere uitvoering in afhankelijkheid van de vraag naar koppel bij een verbrandingsmotor.

10 De uitvinding beoogt in een bijzondere uitvoering een klepbedieningsmechanisme te verschaffen dat het mogelijk maakt een verbrandingsmotor te bedrijven met het zogenaamde Miller-procede. Miller heeft aan het eind van de jaren '40 voorgesteld een verbrandingsmotor werkend volgens het Otto-principe te 15 voorzien van een systeem waarbij, zonder gebruikmaking van een zogenaamde "Compound"-cilinder, de compressieverhouding en de expansieverhouding beduidend verschillend van elkaar zijn.

Miller bereikt dit door een zeer grote nasluit te geven aan de inlaatklep van een 4-tact motor.

20 Een nadeel van het Miller-procede is dat het specifieke vermogen van de motor aanzienlijk daalt, indien de motor vaste openingstijden van de inlaat- en uitlaatkleppen heeft. De uitvinding beoogt het mogelijk te maken om enerzijds bij deellast de voordelen van het Miller-procede volledig te 25 benutten, doch wanneer het volle vermogen gevraagd wordt, het Miller-effect geheel of gedeeltelijk uit te schakelen.

De onderhavige uitvinding verschaft een mechanisme volgens conclusie 1.

Door de verstelbaarheid van de onderlinge hoekstand van de 30 nokken kunnen binnen een groot bereik verschillende virtuele nokprofielen worden verkregen. Zo maakt het mechanisme volgens conclusie 1 het bijvoorbeeld mogelijk bij een 2-takt verbrandingsmotor de klephoek van de inlaatklep continu variabel in te stellen tussen circa 100 en 180 graden met behoud van de 35 maximale lichthoogte van de klep. Bij een 4-takt motor kan de klephoek van de inlaatklep tussen 180 en 360 graden worden 10 138 1 1 2 ingesteld. Bij vele bekend mechanismen is er een verband tussen de klephoek en de lichthoogte van de klep, waarbij de lichthoogte meestal toeneemt bij een toename van de klephoek.

Een dergelijke relatie tussen klephoek en lichthoogte is 5 onvoordelig.

Bij het mechanisme volgens de uitvinding kunnen het eerste en tweede nokprofiel verschillend zijn.

Bij een zuigerwerktuig met krukas kan de verstelling van de onderlinge hoek van de nokken bijvoorbeeld geschieden doordat 10 een van de nokken ten opzichte van de krukas een verstelbare hoekstand heeft. Ook kan erin zijn voorzien dat beide nokken wat hun hoekstand betreft onafhankelijk van elkaar verstelbaar zijn ten opzichte van de krukas.

Het mechanisme volgens de uitvinding is in het bijzonder 15 voordelig voor de bediening van de inlaatklep van een 4-takt verbrandingsmotor, met name omdat eenvoudig de nasluit van de inlaatklep kan worden gevarieerd, waardoor de tractiekarakteristiek van de motor kan worden geoptimaliseerd.

Om dit mogelijk te maken heeft het voordeel indien de hoekstand 20 van de tweede nok ten opzichte van de krukas van de motor over een aanmerkelijk bereik instelbaar is. Hierdoor is het mogelijk bij een hoog toerental van de motor een grote nasluit in te stellen en bij een laag toerental een kleinere nasluit te realiseren. Het tijdstip van openen van de inlaatklep kan dan 25 worden gevarieerd door ook de hoekstand van de eerste nok, binnen een kleiner bereik, variabel instelbaar te maken.

Bij 2-takt verbrandingsmotoren voorzien van langsspoeling met een door kleppen bestuurde uitlaat heeft het mechanisme volgens de uitvinding ook voordelen. Ten eerste kan de 30 vooruitlaat ten opzichte van het punt dat de spoelpoorten openen nu belasting- en/of toerentalafhankelijk gekozen worden, omdat bij laag toerental minder krukgraden nodig zijn voor de drukegalisatie, maar ook bij geringe belasting met een lagere spoelfactor kan worden volstaan, waardoor de uitlaatkleppen 35 eerder kunnen sluiten, en waardoor bij 2-takt motoren met drukvulling de uitlaattemperatuur hoger blijft, hetgeen gunstig is om zonder noodspoelpomp de motor in bedrijf te kunnen houden.

10 13811 3

In een praktisch voordelige uitvoering vormt elke nokvolger een geheel met de bijbehorende plunjer maar in een variant kan ertussen een nokvolger en de bijbehorende plunjer ook een geschikt overbrengingsmechanisme zijn voorzien.

5 De maatregel volgens conclusie 3 voorziet erin dat het openen en sluiten van de klep van het zuigerwerktuig volledig wordt bepaald door een hydrostatisch proces. Hierbij is het geopend of gesloten zijn van de opening van de gemeenschappelijke kamer bepalend of de druk in die 10 gemeenschappelijke kamer een waarde kan aannemen die voldoende is om de klep van het zuigerwerktuig te openen en geopend te houden.

Bij voorkeur geschiedt het sluiten van de klep van het zuigerwerktuig niet middels het uit de gemeenschappelijke kamer 15 laten wegstromen van hydraulische vloeistof maar geschiedt die sluitbeweging volledig op basis van de beweging van de tweede plunjer. Hierdoor kan worden bereikt dat de snelheid waarmee de klep op zijn zitting komt nagenoeg gelijk aan nul is, waardoor beschadiging van de klep en/of zitting en eventueel breuk van de 20 klepsteel wordt verhinderd.

Een andere toepassingsmogelijkheid is de bediening van zuig- en/of perskleppen van een zuigercompressor. Hierdoor kan men een volledig continu variabele regeling van de capaciteit van de compressor van 0-100% bereiken. Bekende compressoren zijn 25 meestal slechts binnen 50 tot 100% van hun capaciteit regelbaar, omdat ze bij een lager gebied van 0-50% van het slagvolume instabiel worden.

Een verder voordeel van het mechanisme volgens de uitvinding is dat het mogelijk is een zuigercompressor bij een 30 hoger toerental te bedrijven, aangezien het mechanisme het mogelijk maakt ook dan een sluitsnelheid gelijk aan nul van de kleppen te realiseren. Verder kan de lichthoogte groter worden gekozen dan bij de bekende compressoren, waardoor de klepverliezen geringer zijn. Bij bekende compressoren kunnen de 35 klepverliezen oplopen tot 25% van het isentrope opgenomen vermogen. Tevens kan de schadelijke ruimte klein zijn, hetgeen gunstig is voor de hoofdafmetingen van de compressor.

1013811 4

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Daarbij toont: fig. 1 schematisch een uitvoeringsvoorbeeld van een klepmechanisme volgens de uitvinding voor het bedienen van een 5 inlaatklep van een verbrandingsmotor, fig. 2 het mechanisme van figuur 1 bij een andere stand van de nokken, fig. 3 het mechanisme van figuur 1 bij weer een andere stand van de nokken, 10 fig. 4 op grotere schaal de nokken en de onderzijden van de plunjers van het mechanisme van fig. 1, fig. 5 in grafiekvorm de opening van de inlaatklep van figuur 1, figs. 6a-c voorbeelden van met het mechanisme van figuur 1 realiseerbare virtuele nokvormen, 15 fig. 7 in langsdoorsnede een andere uitvoeringsvorm van het klepbedieningsmechanisme volgens de uitvinding, fig. 8 een doorsnede over de lijn VIII-VIII in fig. 7, figs. 9a-c respectievelijk in zijaanzicht, vooraanzicht en uitgeslagen weergave de linker nok in fig. 7, en 20 figs. 10a-c respectievelijk in zijaanzicht, vooraanzicht en uitgeslagen vorm de rechter nok in fig. 7.

De figuren 1-3 tonen schematisch een uitvoeringsvoorbeeld 25 van een mechanisme volgens de uitvinding voor het bedienen van een klep van een zuigerwerktuig, in het bijzonder een klep 1 van een verder niet weergegeven verbrandingsmotor. De klep 1 is op nader te beschrijven wijze beweegbaar tussen een geopende en gesloten stand, waarbij de klep 1 in gesloten stand tegen 30 bijbehorende klepzitting 2 ligt en daarmee (inlaat- of uitlaat-)kanaal 3 van de verbrandingskamer van de motor afsluit. De klep 1 heeft een klepsteel 4 met aan het van de klep 1 afgekeerde einde een zuiger 5. De zuiger 5 is heen en weer beweegbaar in een bijbehorend huis 6 en vormt daarmee een hydraulische 35 klepactuator 7 voor het bedienen van de klep 1. De zuiger 5 begrenst een variabele kamer 8, welke kamer een aansluitpoort 10 heeft, zodanig dat bij toevoer van hydraulische vloeistof aan 1013811 5 die kamer 8 de klep 1 opent.

Voor het naar de gesloten stand terugstellen van de klep 1 zijn bijbehorende terugstelmiddelen voorzien, in dit voorbeeld een terugstelveer 9 maar het zouden bijvoorbeeld ook 5 pneumatische terugstelmiddelen kunnen zijn. Bij het naar de gesloten stand terugstellen van de klep 1 stroomt hydraulische vloeistof via de poort 10 uit de kamer 8.

Het klepbedieningsmechanisme bewerkstelligt de toevoer van hydraulische vloeistof aan de kamer 8 en tevens de afvoer van 10 hydraulische vloeistof uit de kamer 8. Het mechanisme laat het toe zowel het moment van openen en sluiten van de klep 1 alsmede de bewegingen van de klep 1 te variëren binnen een aanmerkelijk bereik.

Het mechanisme omvat, zoals met name duidelijk is uit 15 figuur 4, een roteerbare eerste nokkenas 11 met daarop een eerste nok 12 met een bijbehorend eerste nokprofiel en verder een tweede nokkenas 13 met daarop een tweede nok 14 met een bijbehorend tweede nokprofiel. De nokkenassen 12, 14 liggen hier evenwijdig aan elkaar en draaien in tegengestelde richting, 20 zoals de pijlen PI en P2 in figuur 4 aangeven.

Het eerste nokprofiel van de nok 12 heeft een oplopende flank AB, een stationaire flank BC en een aflopende flank CA. Hierbij heeft de stationaire flank BC een in hoofdzaak constante straal ten opzichte van de hartlijn van de nokkenas 11. Verder 25 is oplopende flank AB steiler dan de aflopende flank CA.

Het tweede nokprofiel van de nok 14 heeft een oplopende flank DE, een stationaire flank EF en een aflopende flank FD. Hierbij heeft de stationaire flank EF een in hoofdzaak constante straal ten opzichte van de hartlijn van de nokkenas 13. Verder 30 is aflopende flank FD steiler dan de oplopende flank DE.

Middels een hier niet getoond verstelmiddel kan de hoekstand van de tweede nok 14 ten opzichte van de krukas van de verbrandingsmotor worden versteld en daarmee de relatieve hoekstand van de eerste nok 11 en de tweede nok 13 ten opzichte 35 van elkaar.

De figuren 1-3 tonen verder een persactuator 20 met een huis 21 en daarin een perskamer 22 met een variabel volume.

,013811 6

Verder omvat de actuator 20 een eerste plunjer 23 en een tweede plunjer 24. De plunjers 23 en 24 zijn elk verplaatsbaar tussen een ingeschoven en een uitgeschoven stand, zodanig dat de stand van de eerste plunjer 23 en de tweede plunjer 24 het volume van 5 de perskamer 22 bepaalt. Het inschuiven van een plunjer 23, 24 leidt tot een reductie van het volume van de perskamer 22, het uitschuiven tot een vergroting van dat volume.

De perskamer 22 van de persactuator 20 heeft een enkele aansluitpoort 25, die via een leiding 26 is verbonden met de 10 variabele kamer 8 van de klepactuator 7 en daarmee een gemeenschappelijke kamer vormt.

De eerste plunjer 23 ligt hier direct aan tegen het nokprofiel van de eerste nok 12 en de tweede plunjer 24 ligt hier direct aan tegen het nokprofiel van de tweede nok 14.

15 Indien een van de plunjers 23, 24 aanligt tegen de stationaire flank van de bijbehorende nok is de plunjer ook stationair. De oplopende flank van elke nok bewerkstelligt het inschuiven van de plunjer, de aflopende flank het uitschuiven van de plunjer.

Op de leiding 26 sluit een aftakleiding 27 aan, welke 20 aansluiting een bij de gemeenschappelijke kamer behorende opening vormt via welke opening hydraulische vloeistof uit de gemeenschappelijke kamer kan wegstromen dan wel toestromen.

De aftakleiding 27 leidt naar een kleppensamenstel 30, dat dient voor het openen en afsluiten van de aftakleiding 27.

25 In dit voorbeeld heeft het kleppensamenstel 30 een huis 31 met daarin een eerste roteerbare kleplichaam 32 en een tweede roteerbaar kleplichaam 33.

Het huis 31 is voorzien van aansluitingen 34, 35 voor de aftakleiding 27 en van poorten 36,37,38, die aansluiten op 30 leiding 39. De leiding 40 sluit aan op een niet nader getoond hydraulisch systeem 40. Het systeem 40 bevat een bron voor hydraulische vloeistof onder een zodanige druk, dat die druk onvoldoende is om de klep 1 te openen als die bron via de leiding 39, het kleppensamenstel 30 en de leidingen 27, 26 wordt 35 verbonden met de klepactuator 7. In het bijzonder is die druk al onvoldoende om de kracht van de terugstelmiddelen, hier de voorspanning van de veer 9, te overwinnen.

1! 0 13 81 1 7

De kleplichamen 32, 33 roteren elk in een bijbehorende boring in het huis 31. Elk kleplichaam 32, 33 is voorzien van een uitsparing, respectievelijk 41, 42, waarvan de uitvoering verderop zal worden toegelicht. Het kleplichaam 32 draait met 5 hetzelfde toerental als de nokkenas 11 en heeft een vaste hoekstand ten opzichte van die nokkenas 11. Het kleplichaam 33 draait met hetzelfde toerental als de nokkenas 13 en heeft een vaste hoekstand ten opzichte van die nokkenas 13.

De uitsparingen 41, 42 strekken zich over een boog uit in 10 de omtrek van de kleplichamen 32, 33. Hierbij is de boog van de uitsparing 41 gelijk aan de boog die is omspannen tussen de punten A en C van het nokprofiel van nok 12. De uitsparing 42 heeft een boog overeenkomstig de boog tussen de punten E en D van het nokprofiel van nok 14.

15 Indien de plunjer 23 samenwerkt met de boog tussen de punten A en C van het nokprofiel van de nok 12 sluit het kleplichaam 31 de aansluiting 34. Indien de plunjer 23 samenwerkt met de boog tussen C en A opent het kleplichaam 31 de aansluiting 34 en verbindt deze met de leiding 39.

20 Indien de plunjer 24 samenwerkt met de boog tussen de punten E en D van het nokprofiel van de nok 14 sluit het kleplichaam 32 de aansluiting 35. Indien de plunjer 24 samenwerkt met de boog tussen D en E van het nokprofiel van nok 14 opent het kleplichaam 33 de aansluiting 35 en verbindt deze 25 met de leiding 39.

Indien het zuigerwerktuig een 4-tact motor is draaien de nokkenassen 11, 13 met het halve toerental van de krukas, indien het zuigerwerktuig een 2-tact motor is draaien de nokkenassen 11,13 met hetzelfde toerental als de krukas.

30 Indien de nokkenassen 11, 13 niet een tegengestelde (zoals getoond) draairichting zouden hebben maar dezelfde draairichting, dan zou een van de nokken 12, 14 gespiegeld dienen te worden.

In de figuren 1-3 is slechts een enkele klep 1 met 35 bijbehorende klepactuator 7 getoond. Het is eenvoudig mogelijk, bijvoorbeeld bij een zuigerwerktuig met meerdere (inlaat- of uitlaat)kleppen per cilinder op de enkele leiding 26 meerdere 10 13811 8 klepactuators 7 aan te sluiten, die dan elk een klep bedienen.

Indien men voor elke klep om de een of andere reden toch een aparte persactuator 20 wil voorzien, is het ook denkbaar -bij meerdere kleppen die dezelfde beweging uitvoeren - gebruik 5 te maken van een enkel gemeenschappelijk kleppensamenstel 30, waarop dan alle leidingen 27 zijn aangesloten.

Figuur 4 toont op grotere schaal dan figuur 1 de nokken 12, 14 en de plunjers 23, 24. Hierbij is de stand van de nokken 12, 14 identiek aan de weergave van figuur 1. De plunjer 23 10 bevindt zich in zijn maximaal uitgeschoven stand en de plunjer 24 in zijn maximaal ingeschoven stand.

Figuur 5 toont in een grafiek de in- en uitschuifbewegingen van de plunjers 23, 24, uitgaande van de in figuur 4 getoonde aanvangspositie. Hierbij ondergaat de plunjer 15 23 eerst een inschuifbeweging overeenkomstig de punten A en B in de grafiek. Vervolgens loopt de plunjer 23 over de stationaire flank BC van de nok 12 en behoudt de plunjer 23 zijn maximaal ingeschoven positie. Tenslotte komt plunjer 23 op de aflopende flank CA van de nok 12 en voert de plunjer 23 een 20 uitschuifbeweging uit.

De plunjer 24 bevindt zich eerst in zijn maximaal ingeschoven stand. Bij het bereiken van punt F komt de plunjer 24 op de steile afloopflank FD en voert de plunjer 24 een uitschuifbeweging uit. Vanaf punt D voert de plunjer 24 weer een 25 inschuifbeweging uit, totdat bij punt E de stationaire flank EF is bereikt.

Zoals eerder genoemd staat de aftakleiding 27 in verbinding met de leiding 39 indien de plunjer 23 samenwerkt met het traject CA van de nok 11 en indien de plunjer 24 samenwerkt 30 met het traject DE van de nok 14. Indien de aftakleiding 27 verbonden is met de leiding 39 betekent dit dat door de persactuator 20 geen hydraulische druk kan worden opgewekt die voldoende is om de klep 1 te openen. De gemeenschappelijke kamer gevormd door de persactuator 20 en de klepactuator 7 is dan 35 immers verbonden met een bron voor hydraulische vloeistof met een zodanig lage druk dat die druk onvoldoende is om de klep 1 te openen. Afhankelijk van de balans tussen de druk in die bron 1013811 9 en de door de persactuator heersende druk zal er via de aftakleiding 27 en het kleppensamenstel 30 hydraulische vloeistof uit de gemeenschappelijke kamer stromen dan wel juist naar die kamer toe stromen vanuit de bron 40. Tussen de punten A 5 en D in figuur 5 is het kleppensamenstel 30 gesloten.

Uit het voorafgaande volgt dat de kleplichting van de klep 1 wordt bepaald door de curve ABFD in figuur 5. Deze curve is de resultante van de bewegingen van beide plunjers 23, 24. Hierbij bewerkstelligt de nok 12 in feite de openingsbeweging van de 10 klep 1 en de nok 14 controleert de sluitbeweging van de klep 1.

In de figuur 5 is duidelijk te herkennen dat de plunjer 24 zich in zijn maximaal ingeschoven stand bevindt op het moment dat de andere plunjer 23 de oploopflank AB bereikt en daardoor aanvangt vanuit de uitgeschoven stand naar de ingeschoven stand 15 te bewegen, resulterend in het openen van de klep 1. Als gevolg van deze maatregel kan men de klephoek van de klep 1 continu variabel instellen over een groot bereik met behoud van de maximale lichthoogte van de klep 1. In de praktijk kan bij een 2-tact motor de klephoek tussen ca. 100 en 180 graden en bij een 20 4-tact motor tussen ca. 200 en 360 worden ingesteld met behoud van maximale lichthoogte van de klep. Bij andere geometrieen van de nokprofielen zijn uiteraard andere waarden te realiseren.

Faseverstelling van de nokkenas 13 leidt in die figuur 5 tot een verschuiving van het deel FD van die curve.

25 Faseverschuiving van de nokkenas 11 leidt tot verschuiving van het deel AB van die curve.

In het voorafgaande is verondersteld dat de druk van de bron 40 wel voldoende groot is om de plunjers 23, 24 naar hun uitgeschoven stand te verplaatsen en in contact te houden met de 30 bijbehorende nok. Indien dat onvoldoende mocht blijken kunnen additionele terugstelmiddelen zijn voorzien om de plunjers 23, 24 naar hun uitgeschoven stand te dwingen, bijvoorbeeld in de perskamer 22 geplaatste veren boven elk van de plunjers 23, 24.

In figuur 1 is de toestand getoond op het moment dat de 35 klep 1 aanvangt met openen. Aansluiting 35 is reeds gesloten en aansluiting 34 staat op het punt te worden gesloten.

In figuur 2 heeft de klep 1 zijn maximale lichthoogte 1013811 10 bereikt. Het kleppensamenstel 30 houdt de beide aansluitingen 34, 35 gesloten.

In figuur 3 is de klep 1 net gesloten. De aansluiting 34 is nog afgesloten en het kleplichaam 33 staat op het punt om de 5 aansluiting 35 te verbinden met de leiding 39.

Uit het voorafgaande volgt dat de sluitbeweging van de klep 1 volledig wordt beheerst door de variatie van het volume van de gemeenschappelijke kamer als gevolg van de uitschuifbeweging van de plunjer 24. Tijdens het sluiten van de 10 klep 1 sluit het kleppensamenstel 30 de gemeenschappelijke kamer af van de leiding 39, zodat het sluiten in ieder geval niet het gevolg is van wegstromen van vloeistof uit die gemeenschappelijke kamer. Dat zou namelijk tot gevolg kunnen hebben dat de klep 1 met ongewenste snelheid op zijn zitting 2 15 komt, hetgeen tot schade kan leiden.

Ten aanzien van de vorm van de nokken 12, 14 kan het volgende worden opgemerkt: de som van de bogen AB en DF dient bij voorkeur gelijk te zijn aan de kleinst mogelijke klephoek, 20 - de bogen AC en DE zijn hier getoond als excentrische cirkelbogen maar kunnen ook andere vormen hebben, de som van de bogen AB en BC, zowel als de som van de bogen DF en FE dient bij voorkeur ten minste gelijk te zijn aan de maximale klepopeningshoek, 25 - de profielen en de omspannen bogen van de noktrajecten AB en FD hoeven niet gelijk te zijn, de vloeistofverplaatsing resulterend uit de verplaatsing van A naar B van nok 23 is bij voorkeur gelijk aan de vloeistofverplaatsing resulterend uit de verplaatsing 30 van nok 24 van F naar D.

Het beschreven mechanisme heeft verder als voordeel dat speling tussen een nok en de klep 1 altijd gelijk aan nul is, ongeacht eventuele thermische invloeden en slijtage.

De figuren 6a-c tonen een drietal denkbeeldige 35 nokprofielen die met het beschreven mechanisme kunnen worden gerealiseerd. Het denkbeeldige nokprofiel zou dan bijvoorbeeld kunnen dienen voor het met een enkele nok bedienen van een 1 01381 1 11 inlaatklep van een verbrandingsmotor, zoals op zich gebruikelijk is.

Figuur 6a toont een nokvorm die optimaal is voor het verschaffen van een hoog koppel bij een laag toerental.

5 Figuur 6b toont een nokvorm die optimaal is voor het verschaffen van een relatief hoog koppel bij een hoog toerental.

Figuur 6c toont een nokvorm die optimaal is bij relatief weinig vermogen bij een matig toerental, doch volledig geopende smoorklep. Met de laatste nokvorm kan het Millerproces worden 10 gerealiseerd.

Het mechanisme zoals omschreven kan ook worden benut voor het bedienen van een klep van een zuigercompressor. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk een inlaatklep van een dergelijke compressor te bedienen, waar dan in een bepaalde uitvoeringsvorm 15 het moment van sluiten van de inlaatklep wordt geregeld in afhankelijkheid van de capaciteitsregeling van de compressor.

Ook kan het mechanisme een uitlaatklep van een zuigercompressor bedienen, waarbij dan bijvoorbeeld de regeling van het tijdstip van openen van de klep afhankelijk is van een 20 verschildrukmeting tussen de druk in de cilinder en in de persleiding.

Aan de hand van de figuren 7,8, 9a-c en lOa-c tonen een andere uitvoeringsvorm van het klepbedieningsmechanisme volgens de uitvinding.

25 In figuur 7 zijn een eerste nokkenas 100 en een tweede nokkenas 101 te herkennen, die in eikaars verlengde liggen en door middel van lagers 102, 103 roteerbaar zijn gelagerd in een verder niet weergegeven ondersteuning.

Op elke nokkenas 100, 101 is een bijbehorende nok, 30 respectievelijk 105, 106 aangebracht. Deze nokken 105, 106 zijn in detail getoond in de figuren 9 en 10.

De nokken 105, 106 liggen op een axiale afstand van elkaar verwijderd. Elke nok 105, 106 is gevormd als een zich om de bijbehorende nokkenas 100, 101 uitstrekkend schijflichaam met 35 aan de naar de andere nok gekeerde zijde een nokprofiel, dat hier is verkregen door het profileren van het axiale kopvlak van een aan het schijflichaam aangebrachte opstaande ringvormige 1013811 12 rand, respectievelijk 110, 111. Het nokprofiel verloopt dus in axiale richting gezien ten opzichte van de nokkenas beschouwd.

De figuren 9c en 10c tonen in uitgeslagen vorm respectievelijk het nokprofiel van de nok 105 en de nok 106.

5 Daarbij zijn bij nok 105 de punten A,B,C aangeduid, die dezelfde betekenis hebben als hiervoor is toegelicht aan de hand van de figuren 1-5. Bij nok 106 hebben de punten E,D,F eveneens dezelfde betekenis als hiervoor is toegelicht aan de hand van de figuren 1-5.

10 De nokkenas 100 is voorzien van een in de richting van de andere nokkenas 101 uitstekende centrale asstomp 112 en de nokkenas 101 is op dezelfde wijze voorzien van een asstomp 113.

Tussen de nokken 105 en 106 bevindt zich een stationair opgesteld huis 115. Het huis 115 is voorzien van een centrale 15 doorgaande boring 116, waar de asstompen 112 en 113 in passen.

Het huis 115 is verder rond de omtrek verdeeld voorzien van meerdere boringen, die op een afstand liggen van de hartlijn van de nokkenassen 100, 101 en die zich uitstrekken tussen de kopse einden van het huis 115. De afstand van het hart van deze 20 boringen tot de hartlijn van de nokkenassen 100, 101 is overeenkomstig de straal van de opstaande randen 110,111 van de nokken 105, 106. In dit voorbeeld zijn vier van dergelijke boringen 117, 118 voorzien in het huis 115.

Elk van de boringen 117, 118 is aan zijn beide axiale 25 einden afgesloten middels een in de boring heen en weer beweegbare plunjer, respectievelijk 120, 121, die aanliggen tegen de naburige nok, respectievelijk 105, 106. Aldus vormt elk van deze boringen 117, 118 met de bijbehorende plunjers 120, 121 een persactuator, zoals hiervoor aan de hand van de figuren 1-5 30 is toegelicht.

De variabele perskamer die is begrensd tussen twee plunjers 120, 121 in de boring 117 staat via een aansluiting 123 in verbinding met een hydraulische klepactuator, bijvoorbeeld zoals getoond in fig. 1. De perskamer tussen de plunjers 120, 35 121 in boring 118 staat via aansluiting 124 in verbinding met een andere hydraulische klepactuator. Aangezien er hier vier van dergelijke persactuators in het huis 115 zijn ondergebracht, kan 1013811 13 het mechanisme bijvoorbeeld worden gebruikt om bij een viercilinder zuigerwerktuig de inlaatkleppen of uitlaatkleppen te bedienen. Uiteraard kan in een variant het huis 115 zijn voorzien van meer dan vier persactuators.

5 De asstompen 112, 113 eindigen op een afstand van elkaar en vormen een tussenliggende kamer, die is voorzien van een aansluiting 125 naar een verder niet getoonde bron/buffer voor hydraulische vloeistof onder een druk die onvoldoende is om de te bedienen kleppen te openen, net als de bron 40.

10 Het huis 115 is verder per boring 117, 118 voorzien van een tweetal op axiale afstand van elkaar gelegen dwarsboringen 130, 131. Deze boring 130, 131 kunnen de perskamer in een boring 117, 118 verbinden met de aansluiting 125. Elk van de asstompen 112, 113 is aan het kopse einde voorzien van een kleplichaam 15 133, 134, dat op geschikte wijze de dwarsboringen 130,131 kan openen of afsluiten. In dit voorbeeld is het kleplichaam 133, 134 telkens gevormd door een van een afplatting voorzien einddeel van de betreffende asstomp. Daarmee vormen deze kleplichamen 133, 134 een zelfde soort kleppensamenstel als is 20 toegelicht aan de hand van de figuren 1-5.

Figuur 7 toont vervolgens op welke wijze de nokkenassen 100, 101 worden aangedreven en op welke wijze de hoekstand van elke nokkenas 100,101 ten opzichte van de niet getoonde krukas van het zuigerwerktuig kan worden versteld.

25 De as 140 is aandrijfmatig gekoppeld met de krukas van het zuigerwerktuig en is draaibaar gelagerd in lagers 141, 142 evenwijdig aan de nokkenassen 100 en 101. Op de as 140 zijn een tandwiel 144 en een tandwiel 145, hier elk met schuine vertanding aangebracht. Het tandwiel 144 is in ingrijping met 30 tandwiel 146 dat is aangebracht aan de nokkenas 100 en het tandwiel 145 is in ingrijping met tandwiel 147, dat is aangebracht aan nokkenas 101.

De tandwielen 144 en 145 zijn niet vast op de as 140 aangebracht maar zijn elk wat hun hoekstand ten opzichte van de 35 as 140 onafhankelijk van de ander verstelbaar. Hiertoe is bij elk tandwiel 144, 145 voorzien in een hydraulisch verstelmiddel. Via een centrale hydraulische draaikoppeling 148 en kanalen 149, 1013811 14 150 in de as 140 kan op geschikte wijze hydraulische vloeistof aan die verstelmiddelen worden toegevoerd. Hierdoor kan de hoekstand van elk van de nokken 105, 106 ten opzichte van de krukas van het zuigerwerktuig worden ingesteld en daarmee kunnen 5 de bewegingen van de door het mechanisme bediende kleppen van het zuigerwerktuig worden ingesteld, net als is toegelicht aan de hand van de figuren 1-5.

1013811

Claims (14)

1. Mechanisme voor het bedienen van een klep (1) van een zuigerwerktuig, in het bijzonder een inlaat- of uitlaatklep van 5 een verbrandingsmotor, welke klep (1) beweegbaar is tussen een geopende en gesloten stand en is voorzien van bijbehorende terugstelmiddelen (9) voor het naar de gesloten stand terugstellen van de klep, welk mechanisme omvat: 10. een hydraulische klepactuator (7) voor het bedienen van de klep van het zuigerwerktuig, welke klepactuator een door een met de klep (1) koppelbare zuiger (5) begrensde variabele kamer (8) heeft, zodanig dat bij toevoer van hydraulische vloeistof aan die kamer (8) de klep (1) opent, 15. een roteerbare eerste nok (12) met een eerste nokprofiel, - een roteerbare tweede nok (14) met een tweede nokprofiel, waarbij het eerste nokprofiel en het tweede nokprofiel elk een oplopende flank, een stationaire flank en een aflopende flank omvatten, 20. een door de eerste nok bedienbare eerste nokvolger (23), - een door de tweede nok bedienbare tweede nokvolger (24), waarbij de relatieve hoekstand van de eerste nok en de tweede nok ten opzichte van elkaar verstelbaar is, - een persactuator (20) met daarin een perskamer (22) met een 25 variabel volume en met een eerste en een tweede plunjer (23,24), waarbij de eerste nokvolger is gekoppeld met de eerste plunjer en de tweede nokvolger is gekoppeld met de tweede plunjer, zodanig dat een plunjer (23,24) stationair is indien de bijbehorende nokvolger door de stationaire flank wordt bediend, 30 waarbij de eerste en de tweede plunjer (23,24) elk verplaatsbaar zijn tussen een ingeschoven en een uitgeschoven stand, zodanig dat de stand van de eerste en de tweede plunjer (23,24) het volume van de perskamer (22) bepaalt, waarbij het inschuiven van een plunjer leidt tot een reductie van het volume van de 35 perskamer, waarbij de perskamer (22) van de persactuator (20) tot een gemeenschappelijke kamer verbonden is met de variabele kamer (8) 1013811 van de klepactuator (7), waarbij de gemeenschappelijke kamer is voorzien van een opening (27,34,35), bij welke opening een kleppensamenstel (30) behoort voor het openen en sluiten van de opening, 5 waarbij het kleppensamenstel (30) de opening opent indien de eerste plunjer (23) naar de uitgeschoven stand beweegt of indien de tweede plunjer (24) naar de ingeschoven stand beweegt, zodat hydraulische vloeistof uit de gemeenschappelijke kamer kan wegstromen, 10 waarbij in geopende stand van het kleppensamenstel (30) de hydraulische druk in de gemeenschappelijke kamer onvoldoende is om de klep (1) te openen of geopend te houden, en waarbij het mechanisme zodanig is uitgevoerd dat op het moment dat de eerste plunjer vanuit de uitgeschoven stand 15 aanvangt naar de ingeschoven stand te bewegen, de tweede plunjer zich in zijn ingeschoven stand bevindt dan wel zijn ingeschoven stand nagenoeg heeft bereikt, zodanig dat door de inschuivende beweging van de eerste plunjer de door de klepactuator bediende klep (1) opent. 20

2. Mechanisme volgens conclusie 1, waarbij de eerste en de tweede nokvolger een geheel vormen met de bijbehorende plunjer (23,24).

3. Mechanisme volgens conclusie 1 of 2, waarbij de openingsbeweging van de klep (1) van het zuigerwerktuig is gedefinieerd door de oplopende flank van de eerste nok en waarbij de sluitbeweging van die klep is gedefinieerd door de aflopende flank van de tweede nok. 30

4. Mechanisme volgens een of meer van de voorgaande conclusies waarbij elke nok een radiale nok is.

5. Mechanisme volgens een of meer van de conclusies 1-3, 35 waarbij elke nok een axiale nok is.

6. Mechanisme volgens een of meer van de voorgaande 1013811 conclusies, waarbij hoekverstelmiddelen zijn voorzien voor het verstellen van de hoekstand van een of beide nokken ten opzichte van de krukas van het zuigerwerktuig.

7. Mechanisme volgens conclusie 6, waarbij het zuigerwerktuig een verbrandingsmotor is en de hoekverstelmiddelen zijn ingericht zodanig dat de verstelling van de hoekstand mede in afhankelijkheid van het toerental en/of de belasting van de motor geschiedt. 10

8. Mechanisme volgens conclusie 7, waarbij de motor een viertaktmotor is en de klep daarvan een inlaatklep, en waarbij de hoekverstelmiddelen in het bijzonder een verstelling van de sluitbeweging van de inlaatklep bewerkstelligen in 15 afhankelijkheid van het toerental en/of de belasting.

9. Mechanisme volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij het zuigerwerktuig een verbrandingsmotor is met ene krukas en waarbij hoekverstelmiddelen zijn voorzien voor 20 verstellen van de hoek van een of beide nokken ten opzichte van de krukas.

10. Mechanisme volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij het zuigerwerktuig een 25 viertaktverbrandingsmotor is die werkt middels het Millerprocede, waarbij het klepbedieningsmechanisme een inlaatklep bedient en waarbij het mechanisme is ingericht om een verstelling van de klephoek van die klep tussen 180 en 330 graden te realiseren met behoud van lichthoogte van de klep. 30

11. Mechanisme volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de sluitbeweging van de klep (1) nabij het bereiken van de gesloten stand van de klep uitsluitend wordt gedefinieerd door de aflopende flank van de tweede nok en in het 35 bijzonder niet door het wegstromen van hydraulische vloeistof uit de gemeenschappelijke kamer. 1013811 4

12. Mechanisme volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de rotatie-assen van de eerste en de tweede nok in eikaars verlengde liggen, waarbij de nokken elk zijn gevormd als een zich om de bijbehorende as uitstrekkend lichaam, 5 welke nokken op een axiale afstand van elkaar zijn opgesteld en elk aan de naar de andere nok gekeerde zijde het nokprofiel hebben, waarbij zich tussen de nokken een huis bevindt, dat is voorzien van de perskamer en dat de eerste en de tweede plunjer beweegbaar geleid. 10

13. Mechanisme volgens conclusie 12, waarbij de perskamer een boring is in hoofdzaak evenwijdig aan de assen van de nokken, welke boring aan elk axiale einde is afgesloten door de in de boring heen en weer beweegbare eerste, resp. tweede plunjer. 15

14. Mechanisme volgens een of meer van de voorgaande conclusies 12-13, waarbij het zuigerwerktuig meerdere kleppen omvat. 10 13 8 11