EP0975856B1 - Hubventil mit einer hydraulischen steuervorrichtung - Google Patents

Hubventil mit einer hydraulischen steuervorrichtung Download PDF

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EP0975856B1
EP0975856B1 EP98917027A EP98917027A EP0975856B1 EP 0975856 B1 EP0975856 B1 EP 0975856B1 EP 98917027 A EP98917027 A EP 98917027A EP 98917027 A EP98917027 A EP 98917027A EP 0975856 B1 EP0975856 B1 EP 0975856B1
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EP
European Patent Office
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valve
pressure
control
spring means
hydraulically
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Expired - Lifetime
Application number
EP98917027A
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English (en)
French (fr)
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EP0975856A1 (de
Inventor
Ulrich Letsche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Publication date
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Classifications

    • 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
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a globe valve, in particular in a Internal combustion engine, with a hydraulic control device according to the preamble of claim 1.
  • a valve control which hinges a linearly movable lift valve. It includes a valve stem a helical compression spring in the valve closing direction and temporarily an oil pressure spring in the valve opening direction act. It also includes a fixed to the valve stem connected, arranged in a work space and with a working fluid Actuating spool in the area each of its end positions belongs to the work area, hydraulically limited by this separable diving area. If the control piston is immersed in one of its diving rooms, i.e. if it is in the area of its end position, the diving room relieves pressure, which stabilizes the pressure in the work area this valve position. That leaves the control piston and therefore the valve stem due to a malfunction standing in an undefined middle position is a provision as well as an elimination of this malfunction only with great effort possible.
  • the object of the present invention is to provide a globe valve to create the type mentioned in the malfunction by simple means can be compensated.
  • the object is achieved by the in the characteristic of Features mentioned claim 1 solved.
  • This ensures that the pressure of the second, hydraulically adjustable spring means separately and quickly can be lowered so far that the pressure force the first spring means that of the second, hydraulically adjustable spring means predominates.
  • the lift valve can thus perform a reset movement by actuation of the auxiliary control member are triggered without the degradation of the supply pressure.
  • the control the auxiliary control element can be used directly together with the control of the actuator or indirectly by controlling the actuator and the resulting adjustment process. Each on request, this can be mechanical, electronic, electrical, electromagnetic or pneumatic, but preferably done hydraulically. In the latter case, that happens Control preferably via the same actuator that the Activation of the control piston enables.
  • auxiliary control element has a 2/2-way valve function having. This function is part of the existing hydraulic system realizable by particularly simple means.
  • An advantageous development of the invention according to claim 3 provides that the auxiliary control member via control lines to a Pressure supply line and a pressure relief line connected which can be acted upon by the actuator. Thereby the connection of the auxiliary control element to the existing one Execute hydraulic system particularly easily.
  • An internal combustion engine especially for driving one Motor vehicle, has several cylinders in a manner known per se on whose combustion chambers each have at least one lift valve to supply a fuel / air mixture or to remove the Exhaust gas are provided.
  • the control of the globe valves takes place by means of engine electronics serving as the central control unit.
  • To control each lift valve 1 is according to FIGS. 1 to 4 a hydraulic control device described in more detail below intended.
  • Each lift valve 1 has a valve stem 2 and one with it connected spring holder 3.
  • the valve stem 2 is over the Spring receptacle 3 by a preloaded serving as the first spring means Compression spring 4 in the valve closing direction with one force acted upon, which the lifting valve 1 in its shown in Fig. 1 Holds rest position.
  • the valve stem 2 is with a piston area in a cylinder guide 5 linearly displaceable, which is part of a Housing 6 is.
  • the cylinder guide 5 is at one point to one Working space 33 widened by the piston area of the Vencilschaftes 2 is penetrated, the piston area in the Work room 33 in one piece in the illustrated embodiment having control piston 7 connected to valve stem 2.
  • the control piston 7 comprises a lower and an upper Plungers 8 and 9, each in the area of an end position immerse the valve stem 2 in pressure chambers 34 and 35.
  • the Pressure chambers 34, 35 are designed so that they are in the end positions of valve stem 2 by plungers 8 and 9, respectively hydraulically separated from the remaining volume of the working space 33 become.
  • the work area is part of one described in more detail below Hydraulic system, the pressure of at least one, not shown Hydraulic pump by appropriate, for a pressure build-up serving supply lines 38 and one for one Pressure relief serving return line 39 is controlled.
  • the control of pressure build-up and pressure relief in the hydraulic system is also carried out via an actuator electromagnetic switching valve 46, which is only indicated in Way through appropriate switching signals of the engine electronics is controlled.
  • a total of five ring channels 22, 24, 27, 29, 31 provided, four ring channels 22, 24, 27, 29 above the Control piston 7 and thus above the working space 33 and a Another ring channel 31 arranged below the working space 33 are.
  • the ring channel 22 is directly connected to the supply line 38 connected while the ring channels 29 and 31 via connecting lines 30, 32 and a switch-shaped branch of the electromagnetic Switching valves 46 either to the further supply line 38 or connectable to the return line 39 are.
  • the ring channel 27 is via a control line 28 for the Control of an auxiliary control element in the form of a 2/2-way valve with a spool 40 in connection.
  • the ring channel 24 closes on the one hand via a connecting line to the return line 39 and the other via a control line 26 to one Working space of the control spool 40 of the 2/2-way valve 37 on.
  • the work space 33 is connected via a connecting line 36 the supply line 38 connected.
  • the piston area of the Valve stem 2 includes cylinder guide 5
  • Pressure chamber 20 on, via a line 21 with a further hydraulic volume 43 is connected.
  • Pressure chamber 20 and hydraulic volume 43 together form an oil pressure spring with a helical compression spring 45, the hydraulic volume via a cylinder 44 43 pressurized, is connected in series.
  • the structure and the function of this hydraulic unit correspond to one hydraulic control device, as in the unpublished German patent application 196 21 951.5 is, so for further explanation on the revelation in this Patent application is referenced.
  • the spring means designed in this way loads the valve stem 2 in the valve opening direction, whereby the pressure chamber 20 simultaneously has a displacement for the valve stem 2 forms.
  • the pressure chamber 20 is in the piston area of the valve stem 2 coaxial channels 11 and 14 with the work space and from there via the connecting line 36 designed as a pressure line can thus be hydraulically connected to the supply line 38, that a ball mounted in an extension 19 of the channel 11 17 by a sufficient gradient between the pressure of the oil pressure spring and the current supply pressure against the force a preloaded compression spring 18 and that on the underside of the Ball-bearing supply pressure from their in the drawings shown rest position is deflected. This is the case if the supply pressure is not fully extended Valve is lowered sharply.
  • the oil pressure spring as explained, relaxed to the supply pressure, whereupon the valve by the force of the helical compression spring 4 closes.
  • the piston area of the valve stem moves 2 and the control piston 7 during a working cycle back and forth between two end positions. That through the plungers 8 or 9 pressure rooms 34 or 35 are in each case in the piston area of the valve stem 2 grooves 15 provided above and below the control piston 7, 16 with the ring channels 29, 31 alternatively connectable to the Connect connecting lines 30 or 32. 1 shows this the position of the valve stem 2 and its piston area in one upper end position, in which the pressure chamber 35 via the groove 16 and applied to the connecting line 30, in the state shown is relieved of pressure.
  • Fig. 4 represents the valve stem 2 and whose piston area in the opposite, lower end position represents in which the pressure chamber 34 via the groove 15 and the pressure line 32 pressurized, depressurized in the state shown is.
  • the pressure-relieved can in each case Pressure chamber 34 or 35 by switching the switching valve 46 be supplied with the supply pressure, so that with a corresponding Dimensioning the balance of forces the globe valve from its upper end position by the pressure of the oil pressure spring on the end face 2 'and from its lower end position the pressure of the compression spring 4 on the spring holder 3 is moved.
  • control piston 7 If the control piston 7 has been moved so far from an end position, that the respective plunger 8 or 9 from the associated Extends pressure chamber 34 or 35, the associated ring channel 31 or 29 shut off by the piston area of the valve stem 2, and the connecting lines 30 and 32 can be reset of the switching valve 46 in its illustrated in Figures 1, 2 and 4 Rest position, and thus by coupling the above Connection lines with the return line 39 relieved of pressure become.
  • valve stem 2 after the movement is triggered through the more tensioned spring means to the opposite Move end position.
  • the mode of operation corresponds the function of the control devices, as in the DE 195 01 495 C1 or DE 196 21 951.5 are described.
  • an auxiliary control element is assigned to the pressure chamber 20, through a 2/2-way valve with a working space 37 and a control slide 40, a control line 28, one Return spring 41 and a connecting line 26 is formed.
  • the pressure chamber 20 and the working space 37 for the control slide 40 are hydraulically connected to each other, however the connection is in the rest position of the spool 40 interrupted by this.
  • the return spring 41 is largely relaxed, the Control line 28 is depressurized.
  • the connecting line 26 is relieved of pressure in every situation as it is via the ring channel 24 is in fixed connection with the connecting line 25.
  • valve stem 2 is in an undefined middle position 2, the control line 28 is via the ring channel 27, a control groove 10 in the piston area of the valve stem 2 and the ring channel 29 is connected to the connecting line 30, by operating the switching valve 46 with the supply pressure can be applied.
  • the one on an end face 40 'of the control slide 40 acting pressure causes a movement of the spool 40 against the force of the return spring 41 in the position shown in Fig. 3.
  • the activated auxiliary control member gives the Connection between the pressure chamber 20 and the connecting line 26 free, whereby the oil pressure spring is relieved of pressure and the Piston area of the valve stem 2 through from its central position the compression spring 4 is pushed back into the end position according to FIG. 1 becomes. If the lift valve 1 has reached its upper end position, there is the hydraulic connection between the ring channels 27 and 29 no longer via the tax groove 10, but is now through a connection of the ring channels 27 and 24 a pressure relief the control line 28 and thus a reset of the control slide 40 to its rest position by the force of the compression spring 41 ensured.
  • control groove 10 and ring channels 27 and 29, which are on it must aim that the two ring channels 27 and 29 at each center position of the piston 4 with each other via the control groove 10 hydraulic connection, from any position of the globe valve and also at any speed of the lift valve, i.e. even with normal function.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Hubventil, insbesondere in einer Brennkraftmaschine, mit einer hydraulischen Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 195 01 495 C1 ist eine Ventilsteuerung bekannt, die ein linear bewegliches Hubventil anlenkt. Sie umfaßt einen Ventilschaft, auf den in Ventilschließrichtung eine Schraubendruckfeder und in Ventilöffnungsrichtung zeitweise eine Öldruckfeder einwirken. Sie umfaßt ferner einen fest mit dem Ventilschaft verbundenen, in einem Arbeitsraum angeordneten und mit einer Arbeitsflüssigkeit beaufschlagbaren Steuerkolben, der im Bereich seiner Endstellungen jeweils einen zum Arbeitsraum gehörenden, hydraulisch von diesem trennbaren Tauchraum teilweise begrenzt. Ist der Steuerkolben in einen seiner Tauchräume getaucht, d.h. befindet er sich im Bereich seiner Endstellung, wird der Tauchraum druckentlastet, wodurch der Druck im Arbeitsraum eine Stabilisierung dieser Ventilposition bewirkt. Bleibt der Steuerkolben und damit der Ventilschaft jedoch infolge einer Fehlfunktion in einer undefinierten Mittelposition stehen, so ist eine Rückstellung sowie eine Ausschaltung dieser Fehlfunktion nur mit großem Aufwand möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hubventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem Fehlfunktionen durch einfache Mittel kompensierbar sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Dadurch wird erreicht, daß der Druck der zweiten, hydraulisch regelbaren Federmittel separat und schnell soweit abgesenkt werden kann, daß die Druckkraft der ersten Federmittel diejenige der zweiten, hydraulisch regelbaren Federmittel überwiegt. Bei beliebiger Position des Hubventils kann somit eine Rückstellbewegung desselben durch Ansteuerung des Hilfssteuergliedes ausgelöst werden, ohne den Abbau des Versorgungsdrucks vornehmen zu müssen. Die Ansteuerung des Hilfssteuergliedes kann direkt gemeinsam mit der Ansteuerung des Stellgliedes oder indirekt durch die Ansteuerung des Stellgliedes und den daraus resultierenden Stellvorgang erfolgen. Je nach Anforderung kann diese mechanisch, elektronisch, elektrisch, elektromagnetisch oder pneumatisch, jedoch vorzugsweise hydraulisch erfolgen. Im letztgenannten Fall geschieht dann die Ansteuerung vorzugsweise über das gleiche Stellglied, das die Ansteuerung des Steuerkolbens ermöglicht.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 sieht vor, daß das Hilfssteuerglied eine 2/2-Wegeventilfunktion aufweist. Diese Funktion ist im Rahmen des bestehenden Hydrauliksystems durch besonders einfache Mittel realisierbar.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 sieht vor, daß das Hilfssteuerglied über Steuerleitungen an eine Druckversorgungsleitung und eine Druckentlastungsleitung angeschlossen ist, die durch das Stellglied beaufschlagbar sind. Dadurch läßt sich die Anbindung des Hilfssteuergliedes an das bestehende Hydrauliksystem besonders einfach ausführen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert wird.
Fig. 1
zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung für ein linear bewegliches Hubventil einer Brennkraftmaschine mit einer in Ventilschließrichtung wirkenden Schraubendruckfeder und einer in Ventilöffnungsrichtung wirkenden Kombination aus einer Schrauben- und einer Öldruckfeder in einer Schließposition des Hubventiles,
Fig. 2
die Steuervorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Mittelstellung des Hubventils,
Fig. 3
die Steuervorrichtung gemäß Fig. 1 in seiner Mittellage, jedoch bei ausgelöster Rückstellbewegung des Hubventils
Fig. 4
die Steuervorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Darstellung bei vollständig geöffnetem Hubventil (untere Endstellung).
Eine Brennkraftmaschine, insbesondere für den Antrieb eines Kraftfahrzeuges, weist in an sich bekannter Weise mehrere Zylinder auf, deren Brennräume mit jeweils wenigstens einem Hubventil zur Zufuhr eines Kraftstoff-/Luft-Gemisches oder zur Abfuhr des Abgases versehen sind. Die Steuerung der Hubventile erfolgt durch eine als zentrale Steuereinheit dienende Motorelektronik. Zur Ansteuerung jedes Hubventiles 1 ist gemäß den Fig. 1 bis 4 eine nachfolgend näher beschriebene hydraulische Steuervorrichtung vorgesehen.
Jedes Hubventil 1 weist einen Ventilschaft 2 und eine damit fest verbundene Federaufnahme 3 auf. Der Ventilschaft 2 wird über die Federaufnahme 3 durch eine als erstes Federmittel dienende, vorgespannte Druckfeder 4 in Ventilschließrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, die das Hubventil 1 in seiner in Fig. 1 dargestellten Ruheposition hält.
Der Ventilschaft 2 ist mit einem Kolbenbereich in einer Zylinderführung 5 linear verschiebbar gelagert, die Bestandteil eines Gehäuses 6 ist. Die Zylinderführung 5 ist an einer Stelle zu einem Arbeitsraum 33 aufgeweitet, der von dem Kolbenbereich des Vencilschaftes 2 durchsetzt wird, wobei der Kolbenbereich in dem Arbeicsraum 33 einen beim dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Ventilschaft 2 verbundenen Steuerkolben 7 aufweist. Der Steuerkolben 7 umfaßt einen unteren und einen oberen Tauchkolben 8 und 9, die jeweils im Bereich einer Endstellung des Ventilschaftes 2 in Druckräume 34 und 35 eintauchen. Die Druckräume 34, 35 sind so ausgeführt, daß sie in den Endstellungen des Ventilschaftes 2 jeweils durch die Tauchkolben 8 und 9 hydraulisch vom übrigen Volumen des Arbeitsraumes 33 abgetrennt werden.
Der Arbeitsraum ist Teil eines nachfolgend näher beschriebenen Hydrauliksystems, dessen Druck über wenigstens eine, nicht dargestellte Hydraulikpumpe durch entsprechende, für einen Druckaufbau dienende Versorgungsleitungen 38 sowie durch eine für eine Druckentlastung dienende Rücklaufleitung 39 gesteuert wird. Die Steuerung des Druckaufbaus und der Druckentlastung im Hydrauliksystem erfolgt zudem über ein als Stellglied dienendes elektromagnetisches Schaltventil 46, das in lediglich angedeuteter Weise durch entsprechende Schaltsignale der Motorelektronik angesteuert wird.
Zur hydraulischen Beaufschlagung des Kolbenbereiches des Ventilschaftes 2 sind über die Länge des Kolbenbereiches verteilt in der Zylinderführung insgesamt fünf Ringkanäle 22, 24, 27, 29, 31 vorgesehen, wobei vier Ringkanäle 22, 24, 27, 29 oberhalb des Steuerkolbens 7 und damit oberhalb des Arbeitsraumes 33 und ein weiterer Ringkanal 31 unterhalb des Arbeitsraumes 33 angeordnet sind. Der Ringkanal 22 ist direkt mit der Versorgungsleitung 38 verbunden, während die Ringkanäle 29 und 31 über Verbindungsleitungen 30, 32 sowie eine weichenförmige Zweigstelle des elektromagnetischen Schaltventiles 46 entweder an die weitere Versorgungsleitung 38 oder an die Rücklaufleitung 39 anschließbar sind. Der Ringkanal 27 steht über eine Steuerleitung 28 für die Ansteuerung eines Hilfssteuergliedes in Form eines 2/2-Wegeventils mit einem Steuerschieber 40 in Verbindung. Der Ringkanal 24 schließt zum einen über eine Verbindungsleitung an die Rücklaufleitung 39 und zum anderen über eine Steuerleitung 26 an einen Arbeitsraum des Steuerschiebers 40 des 2/2-Wegeventiles 37 an. Der Arbeitsraum 33 ist über eine Verbindungsleitung 36 mit der Versorgungsleitung 38 verbunden.
Im Bereich einer oberen Stirnseite 2' des Kolbenbereiches des Ventilschaftes 2 schließt sich an die Zylinderführung 5 ein Druckraum 20 an, der über eine Leitung 21 mit einem weiteren Hydraulikvolumen 43 verbunden ist. Druckraum 20 und Hydraulikvolumen 43 bilden zusammen eine Öldruckfeder, die mit einer Schraubendruckfeder 45, die über einen Zylinder 44 das Hydraulikvolumen 43 mit Druck beaufschlagt, in Serie geschaltet ist. Der Aufbau und die Funktion dieser Hydraulikeinheit entsprechen einer hydraulischen Steuervorrichtung, wie sie in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 196 21 951.5 beschrieben ist, so daß für nähere Erläuterungen auf die Offenbarung in dieser Patentanmeldung verwiesen wird. Das so konzipierte Federmittel belastet den Ventilschaft 2 in Ventilöffnungsrichtung, wobei der Druckraum 20 gleichzeitig einen Hubraum für den Ventilschaft 2 bildet.
Der Druckraum 20 ist über im Kolbenbereich des Ventilschaftes 2 koaxial verlaufende Kanäle 11 und 14 mit dem Arbeitsraum und von dort über die als Druckleitung gestaltete Verbindungsleitung 36 mit der Versorgungsleitung 38 dadurch hydraulisch verbindbar, daß eine in einer Erweiterung 19 des Kanals 11 gelagerte Kugel 17 durch ein ausreichendes Gefälle zwischen dem Druck der Öldruckfeder und dem aktuellen Versorgungsdruck entgegen der Kraft einer vorgespannten Druckfeder 18 und dem auf der Unterseite der Kugel lastenden Versorgungsdruck aus ihrer in den Zeichnungen dargestellten Ruheposition ausgelenkt wird. Dieser Fall ist gegeben, wenn der Versorgungsdruck bei nicht vollständig ausgefahrenem Ventil stark abgesenkt wird. Die Öldruckfeder wird dabei, wie erläutert, bis auf den Versorgungsdruck entspannt, woraufhin sich das Ventil durch die Kraft der Schraubendruckfeder 4 schließt.
Wie bereits erwähnt, bewegen sich der Kolbenbereich des Ventilschaftes 2 und der Steuerkolben 7 während eines Arbeitszyklus zwischen zwei Endpositionen hin und her. Die durch die Tauchkolben 8 oder 9 vom Arbeitsraum 33 abgetrennten Druckräume 34 oder 35 sind jeweils durch im Kolbenbereich des Ventilschaftes 2 oberhalb und unterhalb des Steuerkolbens 7 vorgesehene Nuten 15, 16 mit den Ringkanälen 29, 31 alternativ verbindbar, die an die Verbindungsleitungen 30 bzw. 32 anschließen. Fig. 1 zeigt hierzu die Lage des Ventilschaftes 2 und dessen Kolbenbereiches in einer oberen Endposition, in der der Druckraum 35 über die Nut 16 und die Verbindungsleitung 30 beaufschlagt, im dargestellten Zustand druckentlastet ist. Fig. 4 stellt den Ventilschaft 2 und dessen Kolbenbereich in der entgegengesetzten, unteren Endposition dar, in der der Druckraum 34 über die Nut 15 und die Druckleitung 32 beaufschlagt, im dargestellten Zustand druckentlastet ist.
In den genannten Endpositionen kann der jeweils druckentlastete Druckraum 34 oder 35 durch eine Umschaltung des Schaltventils 46 mit dem Versorgungsdruck beaufschlagt werden, so daß bei entsprechender Dimensionierung der Kräfteverhältnisse das Hubventil aus seiner oberen Endposition durch den Druck der Öldruckfeder auf die Stirnfläche 2' und aus seiner unteren Endposition durch den Druck der Druckfeder 4 auf die Federaufnahme 3 bewegt wird.
Ist der Steuerkolben 7 so weit aus einer Endposition bewegt worden, daß der jeweilige Tauchkolben 8 oder 9 aus dem zugehörigen Druckraum 34 oder 35 austaucht, wird der zugehörige Ringkanal 31 oder 29 durch den Kolbenbereich des Ventilschaftes 2 abgesperrt, und die Verbindungsleitungen 30 und 32 können durch Rückstellen des Schaltventils 46 in seine in den Figuren 1, 2 und 4 dargestellte Ruheposition, und damit durch Kopplung der genannten Verbindungsleitungen mit der Rücklaufleitung 39 druckentlastet werden.
Im allgemeinen wird der Ventilschaft 2 nach Auslösung der Bewegung durch das jeweils stärker gespannte Federmittel bis zur gegenüberliegenden Endposition verfahren. Die Funktionsweise entspricht der Funktion der Steuervorrichtungen, wie sie in der DE 195 01 495 C1 oder der DE 196 21 951.5 beschrieben sind. Dabei erfolgt eine Druckbeaufschlagung über den Ringkanal 22 in der Zylinderführung 5 sowie eine als Steuernut dienende Ringnut 13 sowie Steuerkanäle 11, 12 im Kolbenbereich des Ventilschaftes 2.
In der in Fig. 4 gezeigten Position des Hubventiles 1 ist der Druck im Druckraum 20 samt Hydraulikvolumen 43 über die Steuerkanäle 11 und 12, die Steuernut 13, den Ringkanal 24 sowie über die Verbindungsleitung 25 und die Rücklaufleitung 39 wieder abbaubar. Hierdurch wird die Rückstellbarkeit des Hubventils 1 in die in Fig. 1 gezeigte Position erleichtert, sowie eine erneute beliebige Druckbeaufschlagung in der Ruheposition gemäß Fig. 1 ermöglicht.
Es besteht jedoch die Möglichkeit, daß aufgrund einer Fehlfunktion, infolge derer der Druck der Öldruckfeder nicht ausreichend hoch sein kann, um den Kolbenbereich des Ventilschaftes 2 ausgehend von Fig. 1 gegen die Kraft der Schraubendruckfeder 4 bis in die in Fig. 4 dargestellte Position zu bewegen, der Kolbenbereich in der in Fig. 2 dargestellten Position stehen bleibt. Dadurch ergibt sich eine undefinierte Ansteuerbarkeit des Kolbenbereiches des Ventilschaftes 2, wodurch eine sichere Ventilfunktion des Hubventils 1 in Frage gestellt ist.
Aus diesem Grund ist dem Druckraum 20 ein Hilfssteuerglied zugeordnet, das durch ein 2/2-Wegeventil mit einem Arbeitsraum 37 sowie einem Steuerschieber 40, einer Steuerleitung 28, einer Rückstellfeder 41 und einer Verbindungsleitung 26 gebildet ist. Der Druckraum 20 und der Arbeitsraum 37 für den Steuerschieber 40 sind hydraulisch miteinander verbunden, jedoch ist die Verbindung in der Ruhelage des Steuerschiebers 40 durch diesen unterbrochen. In der Ruhelage des doppelseitig belastbaren Steuerschiebers 40 ist die Rückstellfeder 41 weitgehend entspannt, die Steuerleitung 28 ist druckentlastet. Die Verbindungsleitung 26 ist in jeder Situation druckentlastet, da sie über den Ringkanal 24 in fester Verbindung mit der Verbindungsleitung 25 steht.
Befindet sich der Ventilschaft 2 in einer undefinierten Mittellage gemäß Fig. 2, so ist die Steuerleitung 28 über den Ringkanal 27, eine Steuernut 10 im Kolbenbereich des Ventilschaftes 2 und den Ringkanal 29 mit der Verbindungsleitung 30 verbunden, wobei sie durch Betätigung des Schaltventils 46 mit dem Versorgungsdruck beaufschlagt werden kann. Der auf eine Stirnfläche 40' des Steuerschiebers 40 wirkende Druck bewirkt eine Bewegung des Steuerschiebers 40 gegen die Kraft der Rückstellfeder 41 in die in Fig. 3 gezeigte Position.
Wie in Fig. 3 gezeigt, gibt das aktivierte Hilfssteuerglied die Verbindung zwischen dem Druckraum 20 und der Verbindungsleitung 26 frei, wodurch die Öldruckfeder druckentlastet wird und der Kolbenbereich des Ventilschaftes 2 aus seiner Mittellage durch die Druckfeder 4 in die Endposition gemäß Fig. 1 zurückgedrückt wird. Hat das Hubventil 1 seine obere Endposition erreicht, besteht die hydraulische Verbindung zwischen den Ringkanälen 27 und 29 über die Steuernut 10 nicht mehr, vielmehr wird nun durch eine Verbindung der Ringkanäle 27 und 24 eine Druckentlastung der Steuerleitung 28 und damit eine Rücksetzung des Steuerschiebers 40 in seine Ruheposition durch die Kraft der Druckfeder 41 sichergestellt.
Dies kann ohne spezielle Regelung, insbesondere ohne den Abbau des Versorgungsdruckes und ohne meßtechnische Maßnahmen zur Erfassung der exakten Position des Hubventils 1 geschehen. Außerdem kann die Rückstellung bei entsprechender geometrischer Gestaltung von Steuernut 10 und Ringkanälen 27 und 29, die darauf abzielen muß, daß die beiden Ringkanäle 27 und 29 bei jeder Mittelstellung des Kolbens 4 über die Steuernut 10 miteinander in hydraulischer Verbindung stehen, aus jeder Position des Hubventils und auch bei jeder Geschwindigkeit des Hubventils, d.h. auch bei normaler Funktion, erfolgen.

Claims (4)

  1. Hubventil, insbesondere in einer Brennkraftmaschine, mit einer hydraulischen Steuervorrichtung, das einen Ventilschaft (2) aufweist, dem in Ventilschließrichtung wirkende erste Federmittel (4) und zweite, in Ventilöffnungsrichtung wirkende, hydraulisch geregelte Öldruckfedermittel (43) zugeordnet sind, und der (2) mit einem doppelseitig hydraulisch beaufschlagten Steuerkolben (7) verbunden ist, wobei ein Schließ- oder Öffnungsvorgang des Hubventils (1) durch ein Stellglied (46) einer zentralen Steuereinheit ausgelöst wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß den zweiten, hydraulisch geregelten Öldruckfedermitteln (43) ein hydraulisch wirkendes Hilfssteuerglied (37, 40, 41) zugeordnet ist, das bei einem Stellvorgang des Stellgliedes (46) in Schließrichtung des Hubventiles (1) bei beliebiger Position des Hubventiles (1) die zweiten, hydraulisch geregelten Öldruckfedermittel (43) in ihrer Druckkraft unter die Stellkraft der ersten Federmittel (4) entlastet.
  2. Hubventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Hilfssteuerglied (37, 40, 41) eine 2/2-Wegeventilfunktion aufweist.
  3. Hubventil nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Hilfssteuerglied (37, 40, 41) über Steuerleitungen an eine Druckversorgungsleitung (30) und eine Druckentlastungsleitung (25) angeschlossen ist, die durch das Stellglied (46) beaufschlagbar sind.
  4. Hubventil nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Hilfssteuerglied (37, 40) durch eine mechanische Rückstellfeder (41) in seiner Ruheposition gehalten ist.
EP98917027A 1997-04-17 1998-03-20 Hubventil mit einer hydraulischen steuervorrichtung Expired - Lifetime EP0975856B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19716042A DE19716042C1 (de) 1997-04-17 1997-04-17 Hydraulische Steuervorrichtung für wenigstens ein Hubventil
DE19716042 1997-04-17
PCT/EP1998/001630 WO1998048151A1 (de) 1997-04-17 1998-03-20 Hydraulische steuervorrichtung für wenigstens ein hubventil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0975856A1 EP0975856A1 (de) 2000-02-02
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