DE10125544C2

DE10125544C2 - Einrichtung zur hydraulischen Betätigung eines Ventils

Info

Publication number: DE10125544C2
Application number: DE10125544A
Authority: DE
Inventors: Hans Sudmanns; Alfonso Schick
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: DE10125544A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur hydraulischen Betätigung eines Ventils nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.

Aus der CH 245 788 ist eine Einrichtung zur hydraulischen Betätigung eines Ventils bekannt. Diese besteht aus einem Betätigungsmittel mit Förderraum, ein Dosiermittel, welches den Zulauf zum Förderraum bestimmt und einem Öffnungsmittel über welches das Ventil in Abhängigkeit des Betätigungsmittels geöffnet oder geschlossen wird. Das Dosier- und Betätigungsmittel sind als hydraulische Feder-Kolben-Einheit ausgeführt, deren Stellung von der Nockenwelle bestimmt wird. Die Abdichtung des Dosiermittels gegenüber dem Zulauf ist als Spaltdichtung ausgeführt.

Die DE 42 24 988 A1 zeigt ebenfalls eine Einrichtung zur hydraulischen Betätigung eines Ventils, bei welcher das Betätigungsmittel den Förderraum über eine Spaltabdichtung dichtet. Aus der DE 21 10 607 A ist ebenfalls eine derartige Einrichtung bekannt, bei der ein Kolben den Zulauf über eine Spaltabdichtung verschließt. Die DE 36 25 664 A1 zeigt eine Steuerhülse, welche einen Teilarbeitsraum mittels Spaltabdichtung verschließt. Die DE 398 556 C zeigt ebenfalls eine Einrichtung zur Betätigung eines Ventils. Auch hier verschließt der Kolben einen Ölzulauf über eine Spaltabdichtung.

Dem zuvor geschilderten Stand der Technik ist gemeinsam, dass die Abdichtungen als Spaltabdichtungen ausgeführt sind. Problematisch ist bei dieser Art der Abdichtung die Spalthöhe.

Aus der DE 198 16 817 A1 ist ein hydraulisches Schema zur Betätigung eines Ventils bekannt. Ein Betätigungsmittel mit einem Förderraum sowie einer Schiebehülse ist aus dieser Fundstelle nicht zu entnehmen. Aus der DE 88 03 894 U1 ist ein Durchflussventil bekannt. Ein Betätigungsmittel mit Förderraum und Schiebehülse ist auch dieser Fundstelle nicht zu entnehmen.

Aus der US 2,754,810 ist eine Einrichtung zur hydraulischen Betätigung eines Ventils bekannt. Diese umfasst ein Betätigungsmittel mit einem Förderraum sowie ein Dosiermittel zur Bestimmung des Zulaufs. In einer zweiten Stellung verschließt das Dosiermittel eine Eingangsöffnung planar. Das Dosiermittel ist hierbei als ein Ventil ausgeführt, welches innerhalb einer Führung beweglich angeordnet ist. Zwischen der Führung und dem Ventil ist ein Entlüftungsdurchgang vorgesehen. Die Dichtkraft, d. h. also die Kraft mit der das Ventil die Eingangsöffnung verschließt, wird durch eine Feder bestimmt. Problematisch ist hierbei, dass bei steigendem Druckniveau im Förderraum aufgrund des Führungsspalts zwischen Ventil und Führung eine Kraftkomponente entgegen der Schließkraft der Feder erzeugt wird. Bei steigendem Druckniveau wird folglich die Dichtkraft reduziert.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, bei einer gattungsgemäßen A Einrichtung die Abdichtung zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Ausgestaltungen hierzu sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass das Dosiermittel neben der Feder zur Erzeugung der Dichtkraft eine Schiebehülse umfasst, wobei vom Förderraum des Betätigungsmittels zum Dosiermittel eine Druckzuführung angeordnet wird. Über diese Druckzuführung wird die Dichtkraft analog zur Druckerhöhung im Förderraum erhöht.

Zusätzlich ist im Betätigungsmittel ein Überdruckventil angeordnet, welches das Druckniveau im Förderraum auf einen vorgegebenen Wert begrenzt. Durch das Überdruckventil wird vermieden, dass das Betätigungsmittel aufgrund eines defekten, festsitzenden Ventils beschädigt wird. Unter Ventil ist im Sinne der Erfindung ein Einlass- oder Auslassventil einer Brennkraftmaschine zu verstehen.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1A ein Schnittbild des Betätigungs- und Dosiermittels in einer ersten Stellung

Fig. 1B ein Schnittbild des Betätigungs- und Dosiermittels in einer zweiten Stellung

Fig. 2 ein Schnittbild des Öffnungsmittels

In Fig. 1A ist ein Schnittbild des Betätigungsmittels 1 mit Dosiermittel 2 in einer ersten Stellung dargestellt. Das Betätigungsmittel 1 und Dosiermittel 2 bilden baulich eine Einheit und sind innerhalb eines Kurbelgehäuses 8 einer Brennkraftmaschine angeordnet. Das Betätigungsmittel 1 besteht aus folgenden Teilen: Rolle 6, Stößel 7, Kolben 13 und Hülse 10. Zwischen der Hülse 10 und dem Stößel 7 ist eine Feder angeordnet. Über diese Feder wird der Stößel 7 mit der Rolle 6 auf eine Nockenwelle 5 gedrückt. Das Dosiermittel 2 setzt sich zusammen aus einer Schiebehülse 11 und einer Feder 9. Über die Feder 9 stützt sich die Schiebehülse 11 am Stößel 7 ab. Die Schiebehülse 11 bestimmt den Zulauf von Hydraulikmedium zu einem Ringraum 14. Mit dem Ringraum 14 verbunden sind ein Förderraum 15 mit Verbindungsleitung 4 und eine Bohrung 12. Die Verbindungsleitung 4 führt zum Öffnungsmittel 3, siehe Fig. 2. Über die Bohrung 12 ist der Ringraum 14 mit einem Überdruckventil 22 verbunden.

Die Einrichtung besitzt in der ersten Stellung gemäß der Fig. 1A folgende Funktionalität: Aufgrund der Kontur der Nockenwelle 5 nimmt das Betätigungsmittel 1 die unterste Stellung ein. Hierdurch gibt das Dosiermittel 2 den Zulauf zum Ringraum 14 frei. Im Ringraum 14, Förderraum 15, Verbindungsleitung 4 und Bohrung 12 herrscht somit dasselbe Druckniveau.

In Fig. 1B ist ein Schnittbild des Betätigungsmittels 1 mit dem Dosiermittel 2 in einer zweiten Stellung dargestellt. In dieser zweiten Stellung verschließt das Dosiermittel 2 über die Schiebehülse 11 den Ringraum 14. Dies ist als planare Abdichtung 16 zwischen der Schiebehülse 14 und der Hülse 10 ausgeführt. In dieser zweiten Stellung fördert das Betätigungsmittel 1 über den Kolben 13 das Hydraulikmedium zum Öffnungsmittel 3. Das Druckniveau im Förderraum 15 bzw. der Verbindungsleitung 4 beträgt in der Praxis z. B. 6 bar.

Mittels des Überdruckventils 22 wird das Druckniveau im Förderraum 15 bzw. Verbindungsleitung 4 begrenzt. Ein unzulässig hohes Druckniveau in der Verbindungsleitung 4 tritt dann auf, wenn das Ventil innerhalb des Öffnungsmittels 3 festsitzt. Für diesen Fall öffnet das Überdruckventil 22, so dass ein Durchgang von der Bohrung 12 zu einem Nockenwellenraum 23 besteht. Das maximal zulässige Druckniveau wird hierbei über die Federkonstante des Überdruckventils 22 definiert.

In Fig. 2 ist ein Öffnungsmittel 3 dargestellt. Dieses ist innerhalb eines Zylinderkopfs 21 angeordnet. Diese besteht aus folgenden Teilen: Ventil 17, Ventilstößel 18, Kolbenring 19 und Sprengring 20. In Fig. 2 ist das Öffnungsmittel 3 in der ersten Stellung, welche mit der Fig. 1A korrespondiert, dargestellt. Beim Übergang des Betätigungsmittels 1 von der ersten in die zweite Stellung steigt das Druckniveau in der Verbindungsleitung 4 an. Aufgrund der Kraftwirkung des Hydraulikmediums wird der Ventilstößel 18 mit dem Ventil 17 in Öffnungsrichtung, siehe Pfeil, verschoben. Der Weg des Ventilstößels 18 wird hierbei über den Sprengring 20 begrenzt.

Bezugszeichen

1

Betätigungsmittel

2

Dosiermittel

3

Öffnungsmittel

4

Verbindungsleitung

5

Nockenwelle

6

Rolle

7

Stößel

8

Kurbelgehäuse

9

Feder

10

Hülse

11

Schiebehülse

12

Bohrung

13

Kolben

14

Ringraum

15

Förderraum

16

planare Abdichtung

17

Ventil

18

Ventilstößel

19

Kolbenring

20

Sprengring

21

Zylinderkopf

22

Überdruckventil

23

Nockenwellenraum

Claims

1. Einrichtung zur hydraulischen Betätigung eines Ventils umfassend ein Betätigungsmittel mit Förderraum, ein Dosiermittel zur Bestimmung des Zulaufs zum Förderraum, ein Öffnungsmittel über welches das Ventil in Abhängigkeit des Betätigungsmittels geöffnet oder geschlossen wird, und eine zwischen dem Betätigungs- und Dosiermittel angeordnete Feder zur Erzeugung einer Dichtkraft, wobei in einer ersten Stellung des Dosiermittels der Zulauf zum Förderraum freigegeben wird und in einer zweiten Stellung des Dosiermittels der Zulauf zum Förderraum mittels planarer Abdichtung abgedichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosiermittel (2) neben der Feder (9) zur Erzeugung der Dichtkraft eine Schiebehülse (11) umfasst und vom Förderraum (15) des Betätigungsmittels (1) zum Dosiermittel (2) eine Druckzuführung zur Erhöhung der Dichtkraft angeordnet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (1) eine Rolle (6), einen Stößel (7), einen Kolben (13) und eine Hülse (10) umfasst, wobei die Druckzuführung vom Förderraum (15) zum Dosiermittel (2) innerhalb des Kolbens (13) angeordnet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (11) um den Kolben (13) angeordnet wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Betätigungsmittel (1) ein Überdruckventil (22) angeordnet wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Überdruckventils (22) das Druckniveau im Förderraum (15) auf einen vorgegeben Wert begrenzt wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Öffnungsmittel (3) eine Wegbegrenzung, insbesondere Sprengring (20), angeordnet wird.