DE2815732A1

DE2815732A1 - Schaltmittel zur betaetigung der ventilabschaltung an mehrzylindrigen brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2815732A1
Application number: DE19782815732
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Bruder; Roland Dipl Ing Merkle
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1978-04-12
Filing date: 1978-04-12
Publication date: 1979-10-25
Also published as: FR2422827A1; US4245596A; IT7948626A0; IT1116585B; GB2018892A

Description

- h -Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 O62/k

Schaltmittcil zur Betätigung der Ventilabschaltung an mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen.

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltmittel zur Betätigung der Ventilabschaltung an mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen.

Zur Erreichung einer optimalen Kraftstoffersparnis werden neben dem Absperren der Kraftstoffzufuhr bekanntlich auch Gaswechselventile einzelner Zylinder insbesondere während des Teillastbetriebes sechs-, acht- oder mehrzylindriger Brennkraftmaschinen vorübergehend stiJlgesetzt.

Die Steuerung der Ventil abschaltung sowie der Ventilzuschaltun{; erfolgt auf elektronischer Basis, wobei nockenwinke 1 abhängige Steuerimpulse von entsprechenden Impulsgebern auf der Nockenwelle abgenommen werden.

HiIfskraftvorrichtungen werden auf diese Weise beeinflußt, die ihrerseits über Verstellvorrichtungen bestimmte Gaswechselventil abschalten oder zuschalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Betätigung dor Ventilabschaltung solche Schaltmittel zu schaffen, durch die sehr kurze Abschaltzeiten der Gaswechselventile möglich sind.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Hilfskraftvorrichtung vorgesehen ist, die bei Abschaltung der Ventile auf einen zwischengeschalteten, eine federbelastete Vorlaufmasse aufweisenden Energiespen eher einwirkt, derart, daß die Vorlaufmasse

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nach einem bestimmten Vorlaufweg ein mit Verstellgliedern für die Abschaltung der Ventile verbundenes Element mitnimmt.

In vorteilhafter Weise kann die Hilfskraftvorrichtung aus einem Elektromagneten bestehen.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann die Vorlaufmasse aus einem hülsenfiJrniig ausgebildeten Hammer bestehen, der bei Ventilabschaltung gegen das als Amboß wirkende Element schlägt.

Maßnahmen dieser Art bewirken sehr kurze Abschaltzeiten, die insbesondere bei Ventilabschaltungen erforderlich sind, bei denen sowohl das Einlaß- als auch das Auslaßventil, pro Zylinder gleichzeitig abgeschaltet werden.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daU das den Hammer teilweise umgebende Amboßelement tassenähnliche Gestalt hat und in seinem Tassenboden eine Durchbrechung aufweist, in der eine Verbindungsschraube Längsverschiebbar steckt, die einerseits mit einem Anker des Elektromagneten und andererseits mit dem Hammer fest verbunden ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der in einem Zylinder geführte Hammer mit einem Bund versehen sein, zwischen dem und dem Tassenboden eine schwach vorgespannte Druckfeder angeordnet ist. Die Druckfeder bewirkt, daß das Amboßelement in seiner AusgangsLage gehalten ist.

Um eine einfache und sichere Verbindung zwischen Hammer

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und Verbindungsschraube und ferner eine Abstandsänderung durch diese Teile zu erreichen, können erfindungsgemäO der Hammer unu die Verbindungsschraube miteinander verschraubt und durch eine Kontermutter in ihrer Position fixiert sein.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Verbindungsschraube von einem kunststoffartigen Puffer fest umgeben sein, der sowohl bei zugeschaltetem als auch bei abgeschaltetem Ventil als Anschlag für beide Schaltstellungen des Amboiielementes dient.

Als weiteres Merkmal der Erfindung kann mindestens eine Druckfeder zwischen dem Magnefcgehäuse und einem mit dem Anker fest verbundenen Federteller vorgesehen sein, die den an einem verstellbaren Anschlag anliegenden Hammer in der einen Schaltstellung "Ventil zugeschaltet" hält. Die Federkraft dieser Druckfeder ist weitaus größer als die Federkraft der den Hammer umgebenden Druckfeder.

Hei einem zweiten Ausführungsbeispiel wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Hilfskraftvorrichtung neben dem Elektromagneten noch aus einer Hydraulikeinrichtung mit einem von dem Elektromagneten botätigbaren Steuerschieber besteht, durch den ein nachgeschalteter, mit dem Hammer fest verbundener Hydraulikkolben beaufschlagbar ist.

Um in einfacher Weise auf den Energiespeicher einzuwirken, steht der Hydraulikkolben über eine Zugstange mit dem Hammer in fester Verbindung.

Damit das Ambo.'ie lement zwei definierte Schaltstellungen für die Ventilabschaltung und Ventilzuschaltung hat, ist erf'indungsgemäü eine an dem Hydraulikkolben anliegende Di s tanzhiil se auf der Zugstange fest aufgeschoben und

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endseitig mit einem scheibenartigen Puffer versehen, der sowohl bei abgeschaltetem als auch bei zugeschaltetem Ventil als Anschlag für das Amboßelement dient.

Erfindungegemäü kann eine Druckfeder zwischen dem Amboßelenient und dem Bund des Hammers angeordnet sein, die das Amboßelement bei zugeschaltetem Ventil an den Puffer drückt.

Zur wechselseitigen Beaufschlagung des Hydraulikkolbens wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Steuerschieber - je nach Stellung - einen Zuführkanal mit einer vor dem Hydraulikkolben liegenden Kammer sowie einen Abführkanal mit einer hinter dem Hydraulikkolben liegenden Kammer eines Hydraulikzylinders - oder umgekehrt - verbindet.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen von einem Elektromagneten betätigbaren Energiespeicher, an dem Verstellglieder für die Ventilabschaltung angeschlossen sind und

Fig. 2 den von magneto-hydraulischen Schaltmitteln betätigbaren Energiespeicher.

Für die Abschaltung der Einlaß- und Auslaf3ventile sechs-, acht- oder mehrzylindriger Brennkraftmaschinen ist als Hilfskraftvorrichtung ein Elektromagnet 1 vorgesehen, dessen Kolbenanker 2 mit der Vorlaufmasse 3 eines Energieepeichers k fest verbunden ist.

Die Vorlaufmasse 3 besteht aus einem hülsenfbrmig ausge-

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bildeten Hammer, der mit einer Verbindungsschraube 5 verschraubt und mit dieser durch eine in dem Hammer eingeschraubte Konterschraube 6 drehfest verbunden ist.

Auf der Verbindungsschraube 5 ist ein an dem Schraubenkopf 7 anliegender und mehrstufig ausgebildeter Federteller 8 aufgeschoben, wobei zwischen der Stufe 9 des Federtellers 8 und der Verbindungsschraube 5 ein Kunststoffpuffer 10 eingeklemmt ist.

Federteller 8 und Kolbenanker 2 sind durch einen Sicherungsstift 11 drehfest miteinander verbunden.

An dem Kunststoffpuffer 10 stützt sich ein federbelastetes, die Verbindungsschraube 5 und den Hammer 3 umgebendes und tassenähnlich ausgebildetes Amboßelement 12 ab, an dem ein Verstellglied 13 eines Gelenkvierecks lh befestigt ist.

Dfr Hammer 3 ist durch eine sich an dem Feder"keller 8 und dem Magnetgehäuse 15 abstützende Rücklauffeder 16 in Ausgangsstellung gehalten und liegt an einer als Anschlag dienenden verstellbaren Schraube 17 an.

rOine in ihrer Federkraft schwach ausgelegte und an einem Bund 18 des Hammers 3 sich abstützende Druckfeder 19 sorgt dafür, daß bei zugeschaltetem Ventil das AmboO-element 12 ständig an dem Kunststoffpuffer 10 anliegt.

Sobald der Elektromagnet 1 unter Strom steht, setzt sich der mit dem Kolbenanker 2 verbundene Hammer 3 in Bewegung, der nach einer bestimmten Vorlaufzeit und einem bestimmten Vorlaufweg auf das AmboBelement 12 aufschlägt und die eigene Geschwindigkeit hierbei nach dem Gesetz der Impulsübertragung auf die Verstellglieder 13, 20, 21

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des Gelenkvierecks 14 überträgt. 2815732

Der Impulsstoß setzt zu einem Zeitpunkt ein, wenn der letzte der beiden Stößel auf den Grundkreis des Nockens aufläuft.

Die Druckfeder 1Q, die während der Vorlaufzeit auf ihre Maximalkraft gespannt wird, unterstützt die Impulsübertragung, so daß der gesamte Abschaltweg mit nahezu der vollen Impulsgeschwindigkeit durchfahren wird.

Gleichzeitig mit diesem Vorgang wird die Rücklauffeder 16 gespannt.

Um anfangs nur einer geringen Rücklauffederkraft entgegenzuwirken, kann eine zweite Rücklauffeder 22 in strichpunktierten Linien dargestellt - vorgesehen sein, die erst nach etwa der Hälfte des Vorlaufweges gespannt wird. Diese zweite Rücklauffeder 22 ist nur einseitig befestigt.

Ab Beginn des Impulsstoßes werden über die an dem Vei'-stellglied angelenkten drehbaren und als Kupplungselement auf die Stößelsteuerung wirkenden Verstellglieder 20, 21 bzw. Verstellhebel die Einlaß- und Auslaßventile abgeschaltet.

Mit Außerbetriebsetzen des Elektromagneten 1 schwenken die Verstellhebel 20, 21 aufgrund der Rücklauffeder 16 von der Schaltstellung II in die Schaltstellung I zurück. Die Ventile !,sind wieder zugeschaltet.

Um eine möglichst gleiche Ankerkraft über den gesamten Hub des Kolbenankers 2 zu erreichen, ist der Spulenkern des Elektromagneten 1 konisch ausgebildet und der

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Kolbenanker 2 entsprechend konisch ausgenommen.

Um ferner den Elektromagneten 1 elektrisch bzw. thermisch zu entlasten, wird in der Schaltstellung II (Ventile abgeschaltet) ein Hauptmagnet 2k ausgeschaltet und gleichzeitig eine niedrigobelastete Haltespule 25 elektrisch zugeschalte t.

Die Steuerung der gesamten Anordnung erfolgt auf elektronischer Basis, wobei die nockenwinkelabhängigen Steuerimpulse von entsprebhenden Impulsgebern auf der Nockenwelle abgenommen werden.

Die für die Ventilabschaltung benötigte Kraft kann auf hydraulischem Wege durch einen magneto-hydraulisch gesteuerten beidseitig wirkenden Hydraulikkolben 26 gemäß Fig. 2 aufgebracht werden, auf dessen Kolben- oder Zugstange 27 eine Diatanzhülse 28 mit scheibenartig ausgebildetem Puffer 29 fest aufgeschoben sowie am freien Ende dieser Zugstange 27 ein hülsenförmiger, als Vorlaufmasse wirkender Hammer 3 aufgeschraubt ist. Da weitere Einzelteile dieses Knergiespeichers k mit dem Ausführungsbeispiel gemäU Fig. 1 zumindest annähernd baugleich sind, sind die Einzelteile mit gleichen Bezugszeichen Tersehen.

Durch den Flydraulikko lben 26 sind in dem Hydraulikzylinder 30 zwei Kammern 31, 32 gebildet, die durch Verbindungskanäle 33, 3^ mit einer zylindrischen Ausnehmung 3 5 in Verbindung stehen. In dieser Ausnehmung ist ein an dem Elektromagneten 1 angeschlossener Steuerschieber 36 längsverschiebbar geführt, der mit zwei Bünden 37, 38 versehen ist, zwischen denen ein abgedichteter Ringraum 39 liegt.

In diesen Ringraum 39 mündet ein Zuführkanal '+0 ein,

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der - je nach Stellung des von den Magneten 1 beaufschlagbaren Steuerschiebers 36 - mit dem Verbindungskanal 33 oder 3^ verbunden ist. Wie aus Fig. 2 au entnehmen ist, ist die Kammer 32 druckbeaufschlagt, während die Kammer 31 drucklos ist, da der Verbindungskanal über die zylindrische Ausnehmung 35 mit einem Abführkanal kl in Verbindung steht.

Wird der Magnet in Betrieb gesetzt, wird der Steuerschieber 36 angezogen und die Kammer 31 druckbeaufschlagt. Der Hydraulikkolben 26 gelangt in die andere Endlage. Die Druckkammer 32 ist drucklos, da der Verbindungskanal 32 nunmehr mit dem AbfUhrkanal 41 in Verbindung steht.

Der Bewegungsablauf in dem Energiespeicher entspricht dem zuvor beschriebenen Bewegungsablauf des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1.

Um die abgeschalteten Tentile wieder zuzuschalten, wird der Magnet 1 außer Betrieb gesetzt, der Steuerschieber nimmt wieder die dargestellte Lage ein, ebenso der Hydraulikkolben 26, das Amboßelement 12 mit den Verstellgliedern 13, 20 und 21.

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Claims

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12- 062/4

Stuttgart-Untertürkheim 10.4.78

Ansprüche

Schaltmittel zur Betätigung der Ventilabschaltung an mehrzylindrigen Brerinkraftmaschineii, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfskraftvorrichtung (i) vorgesehen ist, die bei Abschaltung der Ventile auf einen zwischengeschalteten, eine federbelastete Vorlaufmasse (3) aufweisenden Energiespeicher (4) einwirkt, derart, daß die Vorlaufmasse (3) nach einem bestimmten Vorlauf weg ein »it Verstellgliedern (13. 20, 21) für die Abschaltung der Ventile verbundenes Element (12) mitnimmt,

2. Schaltmittel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , dall die Hilfskraftvorrichtung (i) aus einem Elektromagneten besteht.

3. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufatasse (3) aus einem hülsenförmig ausgebildeten Hammer besteht, der bei Ventilabschaltung gegen das als Amboß wirkende Element (12) schlägt.

h. Schaltmittel nach den Ansprüchen t bis 3t dadurch gekennzeichnet, daß das den Hammer (3) teilweise umgebende Amboßelement (i2) tassenäitnlieiie Gestalt hat und in seinem Tassenboden eine Durchbrechung aufweist, in der eine Verbittdungsschraube (5) längsverschiobbar steckt, die einerseits mit einem Anker (2) des Elektromagneten (l) und andererseits mit dem Hammer (3) fest verbunden ist.

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5. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis *l·, dadurch gekennzeichne t, daß der Hamner (3) mit einem in einem Zylinder geführten Bund (18) versehen ist, zwischen dem und dem Tassenboden eine Druckfeder (19) angeordnet ist,

6. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer (3) und die Verbindungsschraube (">) miteinander verschraubt und durch eine Konterschraube (6) in ihrer Lage fixiert sind.

7· Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschraube von einem kunststoffartigen Puffer (lO) fest umgeben ist, der sowohl bei zugeschaltetem als auch bei abgeschaltetem Ventil als Anschlag für beide Schaltstellungen des Amboßelementes (i2) dient.

8. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 7t da durch gekennzeichnet, daß mindestens eine Rücklauffeder (22) zwischen dem Magnetgehäuse (15) und einem mit dem Anker (2) fest verbundenen Federteller (8) vorgesehen ist, die den an einem verstellbaren Anschlag (17) anliegenden Hammer (3) in der einen Schaltatellung "Ventil zugeschaltet™ hält.

'). Schaltaittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskraftvorrxchtung neben dem Elektromagneten (i) noch aus einer Hydraulikeinriehtung ■it einem von dem Elektromagneten betätigbaren Steuerschieber (36) besteht, durch den ein nachge-

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schalteter, mit de« Hammer (3) fest verbundener Hydraulikkolben (26) beaufschlagbar ist.

10. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 9, da durch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben (26) über eine Zugstange (27) mit dem Hammer (3) In fester Verbindung steht.

11. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis J₁ 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine an dem Hydraulikkolben (26) anliegende Distanzhülse (28) auf der Zugstange (27) fest aufgeschoben ist.

12. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3i °>» 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzhülse (28) endseitig mit einem scheibenartigen Puffer (29) versehen ist, der sowohl bei abgeschaltetem als auch bei zugeschaltetem Ventil als Anschlag für das Amboßelement dient.

13. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, 9, 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (19) zwischen dem AmboUelement (12) und dem Bund (18) des Hammers (3) angeordnet ist, die das Amboßeloment bei zugeschaltetem Ventil an den Puffer (29) drückt.

}k. Schaltmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, 9, 10, 11, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (36) - je nach Stellung - einen Zuführkanal (ko) mit einer vor dem Ilydraulikkolben (26) liegenden Kammer (31 ) sowie einen Abführkanal (Ή ) mit einer hinter dem Hydraulikkolben (26) liegenden Kammer (32) eines Hydraulikzylinders (30) - oder umgekehrt - verbindet.

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