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Die
Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine,
insbesondere einen Dieselmotor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1, eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Ventiltrieb sowie ein
Verfahren zur Verstellung eines solchen Ventiltriebes.
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Bei
gattungsgemäßen Ventiltrieben
mit Schwinghebel (auch als Schlepphebel bezeichnet) wird dieser
durch eine Nocke einer Nockenwelle um eine Hebelachse gedreht und
betätigt
dabei einen Ventilstößel bzw.
eine Stoßstange,
um ein Ein- oder Auslassventil
der Brennkraftmaschine gegen eine Rückstellkraft beispielsweise
einer Ventilfeder zu öffnen.
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Herkömmlicherweise
sind dabei die Ventilöffnungszeiten,
angebbar als Drehwinkel zwischen 0 und 360 Grad, durch die Nockenkontur
konstruktiv festgelegt. Sie beeinflussen die Motoreigenschaften grundlegend.
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Daher
sind bereits variable Ventiltriebe mit sogenannter Nockenverstellung
bekannt, bei denen die Ventilöffnungszeiten,
beispielsweise abhängig von
der Drehzahl oder wechselnder Motorlast, veränderbar sind, um etwa Rußemissionen
bei NOx-optimerten Motoren zu reduzieren.
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Unter
dem Begriff „Variable
Valve Timing and Lift Electronic Control” (VTEC) ist hierzu ein Ventiltriebe
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem ein erster
Schwinghebel zur Betätigung
eines Ventilstößels durch
eine Nocke für
niedrige Drehzahlen um eine Hebelachse gedreht wird. Ein zweiter
Schwinghebel, der durch eine Nocke für hohe Drehzahlen um die Hebelachse
gedreht wird, läuft bei
nicht aktiviertem Schaltelement frei mit. Dieses Schaltelement umfasst
einen in dem zweiten Schwinghebel angeordneten Schaltbolzen, der
in einer zur Hebelachse parallelen Schubrichtung verschiebbar geführt ist.
Wird dieser Schaltbolzen hydraulisch ausgefahren, greift er in eine
entsprechende Aussparung des ersten Schwinghebel ein, so dass dieser
durch den zweiten Schwinghebel mitgedreht, der Ventilstößels also
durch die Nocke für
hohe Drehzahlen aktuiert wird.
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Diese
Lösung
weist einige Nachteile auf: So sucht die Verstellkraft des Schaltelementes,
die in axialer Richtung der Hebelachse wirkt, den ersten und zweiten
Schwinghebel in Achsrichtung auseinander zu zwängen, insbesondere, wenn Aussparung und
Schaltbolzen nicht exakt miteinander fluchten. Daher ist nachteilig
eine präzise
Ausrichtung des Schaltbolzens und der ihn aufnehmenden Aussparung
erforderlich. Zum anderen ergeben sich aufgrund der Lagerung des
Schaltbolzens in beiden Schwinghebeln bei aktiviertem Schaltelement,
aber auch bei Aktivieren und Deaktivieren hohe Scherkräfte im Schaltbolzen
sowie ein erhöhter
Verschleiß.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, wenigstens einen dieser Nachteile
zu verringern oder zu vermeiden.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist ein Ventiltrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 durch dessen kennzeichnende Merkmale weitergebildet. Anspruch 15
stellt eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Ventiltrieb, Anspruch
16 ein Verfahren zur Verstellung eines solchen Ventiltriebes unter
Schutz. Die Unteransprüche
betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
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Ein
erfindungsgemäßer Ventiltrieb
dient zur Steuerung der Ein- oder Auslasszeiten eines Zylinders
einer Brennkraftmaschine wie eines Dieselmotors, insbesondere eines
Groß-
oder Schiffsdieselmotors. Dabei kann ein erfindungsgemäßer Ventiltrieb
sowohl ein oder mehrere Einlassventile als auch, zusätzlich oder
alternativ, ein oder mehrere Auslassventile betätigen. Es kann auch für verschiedene
Ein- und/oder Auslassventile jeweils ein erfindungsgemäßer Ventiltrieb
vorgesehen sein, bevorzugt können
alle Ein- und/oder alle Auslassventile der Brennkraftmaschine jeweils
einen erfindungsgemäßen Ventiltrieb
aufweisen.
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Dieser
umfasst einen Hauptschwinghebel zur direkten oder indirekten Betätigung eines
Ventilstößels bzw.
einer Stoßstange,
der durch eine erste Nocke einer Nockenwelle um eine Hebelachse
in einer Drehrichtung drehbar ist. Der Hauptschwinghebel kann beispielsweise
durch eine Ventilfeder, die das Ventil normalerweise geschlossen
hält, oder durch
eine eigene Rückstellfeder
vorgespannt sein und durch die Kontur der ersten Nocke, die sich
um eine zur Hebelachse parallele Nockenwellenachse dreht, formschlüssig gegen
diese rückstellende
Vorspannkraft um die Hebelachse gedreht werden, so dass bei Weiterdrehen
der ers ten Nocke der Hauptschwinghebel wieder in seine Ausgangswinkelstellung
zurückkehrt.
Vorliegend werden elastisch deformierbare Elemente vereinfacht als
Federn bezeichnet, diese können
neben mechanischen Federn, insbesondere Schraubfedern, auch hydraulische,
pneumatische und magnetische Federn umfassen.
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Ein
erfindungsgemäßer Ventiltrieb
umfasst weiter einen Schaltschwinghebel, der durch eine zweite Nocke
der Nockenwelle um die Hebelachse drehbar ist. Dabei ist die zweite
Nocke gegen die erste Nocke bevorzugt in Drehrichtung vorversetzt,
so dass bei einer Umdrehung der Nockenwelle zunächst die zweite Nocke den Schaltschwinghebel und
zeitlich versetzt die erste Nocke den Hauptschwinghebel dreht, wobei
der Schaltschwinghebel zu Beginn der Hauptschwinghebeldrehung noch
von der zweiten Nocke aus seiner Ausgangslage verdreht sein kann.
Durch entsprechende Wahl des Winkelversatzes zwischen erster und
zweiter Nocke sowie der Kontur der ersten und der zweiten Nocke kann
der Verlauf einer Ventilöffnung,
insbesondere ein Ventilöffnungszeitpunkt,
bezogen beispielsweise auf den Drehwinkel einer Kurbelwelle, und/oder
eine Ventilöffnungszeit
variiert werden. Die variable Ventilverstellung des Ventiltriebs
kann den Öffnungswinkel (Nockenkontur
der Schaltschwinge kommt früher), den
Schließwinkel
(Nockenkontur der Schaltschwinge kommt später) oder den Hub (größere Nockenkontur)
verändern.
Die Kombination der drei Möglichkeiten
ist möglich.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel
soll bevorzugt der Öffnungswinkel
beibehalten und der Schließwinkel
verändert
werden.
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Hierzu
umfasst ein erfindungsgemäßer Ventiltrieb
weiter ein Schaltelement, durch dass im aktivierten Zustand der
Schaltschwinghebel den Hauptschwinghebel um die Hebelachse mitdreht.
Während also
bei nicht aktiviertem Schaltelement der Hauptschwinghebel durch
die erste Nocke gedreht wird und den Ventilstößel entsprechend betätigt, wird
bei aktiviertem Schaltelement der Hauptschwinghebel auch durch den
Schaltschwinghebel, i. e. die zweite Nocke gedreht, so dass sich
der Verlauf der Ventilöffnung
verändert.
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Das
Schaltelement weist einen Schaltbolzen und einen Anschlag auf, wobei
der Anschlag an einem von dem Hauptschwinghebel und dem Schaltschwinghebel
angeordnet und der Schaltbolzen an dem anderen von dem Hauptschwinghebel und
dem Schaltschwinghebel in einer Schubrichtung derart verschiebbar
geführt
ist, dass er bei aktiviertem Schaltelement ein Mitdrehen des Hauptschwinghebels
mit dem Schaltschwinghebel bewirkt.
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Erfindungsgemäß ist nun
die Schubrichtung im Wesentlichen normal, i. e. senkrecht zur Hebelachse
angeordnet. Hierdurch wirkt die Verstellkraft des Schaltelementes
nicht mehr in axialer Richtung der Hebelachse, was ungünstige Verspannungen und
Verformungen der Schwinghebel gegeneinander vermindert. Wenn der
ausgefahrene Schaltbolzen in einer bevorzugten Ausführung auf
der dem Anschlag gegenüberliegenden
Seite auf einem Stützanschlag des
anderen von dem Hauptschwinghebel und dem Schaltschwinghebel aufliegt,
können
Scherbeanspruchungen vorteilhaft vermieden werden, da sich der Schaltbolzen
auf dem ihn führenden
Schwinghebel abstützen
kann.
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Nach
einer ersten Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann der Schaltbolzen an dem Schaltschwinghebel
geführt
sein und bei aktiviertem Schaltelement den Anschlag, der dann am
Hauptschwinghebel angeordnet ist, in Drehrichtung hintergreifen, um
so den Hauptschwinghebel mit dem Schaltschwinghebel mitzudrehen.
In diesem Fall ist der Schaltbolzen bei aktiviertem Schaltelement
ausgefahren, um den Anschlag zu hintergreifen.
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Dabei
kann der Anschlag im Wesentlichen bündig mit einer von der Nockenwelle
abgewandten Oberseite des Hauptschwinghebels ausgebildet sein. Dies
verbessert die durch die Erfindung ermöglichte kompakte Ausbildung
des Ventiltriebes weiter und erleichtert so insbesondere die Integration
in vorgegebene Nockenwellenbauräume.
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In
einer alternativen zweiten Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann an dem Schaltschwinghebel der Anschlag
angeordnet sein und bei aktiviertem Schaltelement den Schaltbolzen,
der dann am Hauptschwinghebel geführt ist, in Drehrichtung hintergreifen.
In diesem Fall ist der Schaltbolzen bei aktiviertem Schaltelement
ausgefahren und wird durch den Anschlag hintergriffen, um den Hauptschwinghebel
mit dem Schaltschwinghebel mitzudrehen.
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Der
Schaltbolzen kann insbesondere hydraulisch, pneumatisch, elektromagnetisch
und/oder elektromotorisch verschoben werden. Während durch eine hydraulische
oder pneumatische Betätigung
mit geringer Energie große
Kräfte
aufgebracht und zudem vorteilhaft Schwingungen im System gedämpft werden
können,
weisen elektromagnetische oder -motorische Aktuierungen vorteilhaft
geringere Reaktionszeiten auf.
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Der
Schaltbolzen ist bevorzugt in einer Führungsbuchse geführt. Hierdurch
kann der Verschleiß vermindert
und so die Lebensdauer des Ventiltriebes erhöht werden. Die Führungsbuchse
kann auf der dem Anschlag gegenüberliegenden
Seite wenigstens bis unter den Anschlag verlängert sein, so dass sie den
Stützanschlag
bildet und den durch den Anschlag des Schaltelementes beaufschlagten
Schaltbolzen auf der Gegenseite stützt. Gleichermaßen kann
der Stützanschlag
auch integral mit dem Schwinghebel ausgebildet oder lösbar oder
unlösbar mit
diesem verbunden sein, an dem der Schaltbolzen geführt ist.
Eine Führungsbuchse
kann dann vorteilhafterweise in Schubrichtung bündig in den Stützanschlag übergehen.
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Bevorzugt
ist eine Kontaktfläche
des Schaltbolzens mit dem Anschlag gegen die Schubrichtung geneigt,
insbesondere in Schubrichtung keilförmig abgesenkt, so dass eine
Ein- bzw. Ausfahrbewegung des Schaltbolzens unter bzw. über den
Anschlag erleichtert wird. Vorteilhaft kann sich der Schaltbolzen dadurch
in gewissem Maße
selbst zentrieren.
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Vorteilhafterweise
kann der Schaltbolzen gegen ein erstes elastisches Rückstellelement
verschiebbar sein, welches den Schaltbolzen bei Wegfall einer betätigenden
Kraft in den aktivierten oder den nicht aktivierten Zustand verstellt.
Beispielsweise kann das erste elastische Rückstellelement den Schaltbolzen
in den aktivierten, beispielsweise ausgefahrenen Zustand verstellen,
so dass dieser, beispielsweise mittels Hydraulikdruck oder elektromagnetischer
Kraft, gegen das Rückstellelement
gesteuert eingefahren werden kann, normalerweise jedoch aktiviert
ist („normally
engaged”).
Alternativ kann der Schaltbolzen auch gegen das Rückstellelement
gesteuert ausgefahren werden und ist normalerweise nicht aktiviert
(„normally
disengaged”).
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Bevorzugt
wirkt der Anschlag mit dem Schaltbolzen nur in der Drehrichtung
zusammen, in der die Nocken die Schwinghebel aus ihrer, vorteilhafterweise
vorgespannten, Ausgangslage verdrehen. Bei aktiviertem Schaltelement
dreht somit der Schaltschwinghebel den Hauptschwinghebel um die Hebelachse
aus der Ausgangslage in der Drehrichtung mit, kann sich jedoch entgegen
dieser Drehrichtung vom Hauptschwinghebel lösen. Mit anderen Worten stützen sich
bei dieser bevorzugten Ausführung
Haupt- und Schaltschwinghebel nur einseitig, i. e. in Drehrichtung
aufeinander ab und können
sich in der entgegengesetzten Richtung voneinander lösen.
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Im
Gegensatz zu dem bekannten Eingreifen eines axial verschieblichen
Bolzens in eine Aussparung weist diese Lösung mehrere Vorteile auf.
Zum einen verringern sich die Anforderungen an eine präzise Ausrichtung
zwischen Schaltbolzen und Anschlag. Zum anderen kann die einseitige
abgestützte Belastung
den Verschleiß vermindern
und damit die Lebensdauer des Ventiltriebes erhöhen. Außerdem wird es so vorteilhaft
möglich,
dass der Schaltschwinghebel bei weiterhin aus seiner Ausgangslage verdrehtem
Hauptschwinghebel entgegen der Drehrichtung bereits in seine Ausgangslage
zurückkehrt. Hierdurch
kann er der Kontur der zweiten Nocke folgen, was die Gestaltung
und Abstimmung der Nockenkonturen erleichtert.
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Der
Anschlag ist in Schubrichtung bevorzugt in der Nähe eines Kontaktpunktes des
einen von dem Hauptschwinghebel und dem Schaltschwinghebel mit der
diesen drehenden Nocke angeordnet. Insbesondere beträgt der Abstand
des Anschlages von dem Kontaktpunkt in Schubrichtung höchstens
50%, bevorzugt höchstens
25% des Erstreckung des Schaltbolzens in der Schubrichtung. Hierdurch
greifen die einander entgegenwirkenden Kräfte aus dem Kontakt mit der
Nocke und mit dem Anschlag am Schaltbolzen mit ungefähr gleichem
Hebelarm bezüglich
der Hebelachse an, so dass der Schaltbolzen keine großen Biegemomentwechsel
erfährt.
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Das
Schaltelement kann einen Begrenzungsanschlag aufweisen, der eine
Winkelverstellung des Hauptschwinghebels und des Schaltschwinghebels
gegeneinander begrenzt. Dieser kann beispielsweise an der dem Schaltbolzen
gegenüberliegenden
Seite des Anschlages an demjenigen Schwingehebel angeordnet sein,
an dem der Schaltbolzen geführt
ist, und so eine Auseinanderdrehbewegung von Haupt- und Schaltschwinghebel
entgegen der Drehrichtung limitieren.
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Bevorzugt
weist ein erfindungsgemäßer Ventiltrieb
ein zweites elastisches Rückstellelement auf,
um den Schaltschwinghebel gegen die zweite Nocke vorzuspannen. Insbesondere,
wenn der Schaltschwinghebel sich nur einseitig am Hauptschwinghebel
abstützt,
wird er nicht durch eine auf diesen wirkende Vorspann kraft, beispielsweise
einer Ventilfeder, in seine Ausgangslage zurückgedrängt. Ein zweites elastisches
Rückstellelement
kann vorteilhaft den Kontakt mit der zweiten Nocke sicherstellen.
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Die
einander zugewandten Stirnseiten von Haupt- und Schaltschwinghebel
können
einander wenigstens teilweise kontaktieren und einander so abstützen. Da
im Gegensatz zu axial verschieblichen Schaltbolzen hier keine Aussparung
in einer der Stirnseiten vorgesehen sein muss, kann die Abstütz- und
Gleitfläche
vorteilhaft glatt ausgestaltet werden.
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Weitere
Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und
den Ausführungsbeispielen.
Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
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1:
einen Ventiltrieb nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
in perspektivischer Ansicht;
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2:
den Ventiltrieb nach 1 in teilweise geschnittener
Ansicht von der gegenüberliegenden Seite;
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3:
den Ventiltrieb nach 1 von der Rückseite;
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4:
den Ventiltrieb nach 1 im seitlichen Schnitt mit
aktivierten Schaltelement; und
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5:
den Ventiltrieb nach 1 im seitlichen Schnitt mit
nicht aktivierten Schaltelement.
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1 zeigt
einen Ventiltrieb nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
in perspektivischer Ansicht. Dieser umfasst einen Hauptschwinghebel 10 zur
Betätigung
eines Ventilstößels 1 sowie einen
hierzu benachbarten Schaltschwinghebel 20. Haupt- und Schaltschwinghebel
sind um eine Hebelachse 2 drehbar gelagert, wobei der Hauptschwinghebel 10 in
nicht näher
dargestellter Weise durch eine auf den Ventilstößel 1 wirkende Ventilfeder
entgegen einer Drehrichtung D (4) vorgespannt
ist. In gleichwirkender Weise ist der Schaltschwinghebel 20 durch
ein zweites Rückstellelement 22,
welches eine Druckfeder umfasst, entgegen der Drehrichtung D vorgespannt,
so dass beide Schwinghebel 10, 20 gegen eine Nockenwelle 4 vorgespannt
sind.
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Der
Hauptschwinghebel 10 wird hierbei mit einer Rolle 12 (3)
gegen eine erste Nocke 11 der Nockenwelle 4 gedrückt, auf
der die Rolle 12 abläuft, während der Schaltschwinghebel 20 in
entsprechender Weise mit einer Rolle 23 gegen eine zweite
Nocke 21 der Nockenwelle 4 gedrückt wird,
auf der diese Rolle 23 abläuft, und die gegenüber der
ersten Nocke 11 entgegen der Drehrichtung der Nockenwelle 4 zurückversetzt
ist. Mit anderen Worten weicht bei einer Nockenwellenumdrehung zunächst die
Kontur der zweiten Nocke 21 von ihrem Grundkreis ab, bevor
bei weiterer Drehung auch die Kontur der ersten Nocke 11 von
deren Grundkreis radial nach außen abweicht.
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Durch
eine Drehung der Nockenwelle 4 drückt somit die erste Nocke 11 den
Hauptschwinghebel 10 entgegen der Vorspannung aus seiner
Ausgangsstellung und dreht ihn in der Drehrichtung D um die Hebelachse 2,
wenn die Rolle 12 nicht auf dem Grundkreis der ersten Nocke 11 abrollt.
Hierdurch verschiebt der Hauptschwinghebel 10 den Ventilstößel 1 entgegen
der Vorspannung der Ventilfeder (nicht dargestellt) und öffnet so
in Abhängigkeit
von der Winkellage der Nockenwelle 4 ein nicht näher dargestelltes
Einlassventil eines Schiffsdieselmotors. In analoger Weise verdreht
die zweite Nocke 21 den Schaltschwinghebel 20 in
der Drehrichtung D gegen die Vorspannung des Rückstellelements 22,
wenn die Rolle 23 der sich über den Grundkreis erhebenden
Nockenkontur folgt.
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Der
Ventiltrieb umfasst, wie insbesondere in 4, 5 erkennbar,
ein Schaltelement mit einem Anschlag 32, der integral mit
dem Hauptschwinghebel 10 ausgebildet ist, und mit einem
Schaltbolzen 31, der in einer Führungsbuchse 33 in
dem Schaltschwinghebel 20 in einer Schubrichtung S verschiebbar
geführt
ist, die senkrecht zur Hebelachse 2 ist. Mittels Hydraulikdruck
in einer Hydraulikleitung 35, der über nicht dargestellte Ventile
gesteuert werden kann, kann der Schaltbolzen 31 in der
Führungsbuchse 33 in
Schubrichtung S verschoben werden und spannt dabei eine erste Rückstellfeder 34,
die innerhalb der Führungsbuchse 33 angeordnet
ist und den Schaltbolzen 31 umschließt. Unterschreitet der Hydraulikdruck
in der Hydraulikleitung 35 einen vorgegebenen Wert, so
führt die
erste Rückstellfeder 35 den
Schaltbolzen 31 entgegen der Schubrichtung S in seine in 5 dargestellte
Ausgangslage zurück. Der
Schaltbolzenbesitzt eine Endlagendämpfung, damit das Abbremsen
des Schaltbolzens zu keiner Beschädigung den Buchse führt. Die
Dämpfung
wird dadurch erreicht, dass ein Bund (Absatz mit einem etwas größeren Durchmesser)
eine Kammer am Ende der Buchse, gefüllt mit Öl, verschließt. Das Öl muss gedrosselt
durch einen Ringspalt, welcher durch eine Durchmesserdifferenz engestellt
ist, entweichen. Dadurch wird die Ausfahrbewegung etwa 3–4 mm vor
Erreichen der Endlage gedämpft.
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Der
Ventiltrieb wird nun wie folgt verstellt: bei nicht aktiviertem
Schaltelement, i. e. ohne Hydraulikdruck in der Hydraulikleitung 35,
spannt die erste Rückstellfeder 35 den
Schaltbolzen 31 in seine zurückgezogene Ausgangslage (5).
Sobald die Rolle 12 des Hauptschwinghebels 10 den
vom Grundkreis abweichenden Bereich der Nockenkontur der ersten
Nocke 11 überrollt,
dreht diese den Hauptschwinghebel 10 in Drehrichtung D,
so dass dieser den Ventilstößel 1 betätigt.
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Bevor,
bezogen auf die Umdrehung der Nockenwelle, die Rolle 12 des
Hauptschwinghebels 10 den vom Grundkreis abweichenden Bereich
der Nockenkontur der ersten Nocke 11 überrollt, überrollt bereits die Rolle 23 des
Schaltschwinghebels 20 den vom Grundkreis abweichenden
Bereich der Nockenkontur der zweiten Nocke 21, die gegen
die erste Nocke in Drehrichtung der Nockenwelle vorversetzt ist. Hierdurch
wird der Schaltschwinghebel 20 entgegen der rückstellenden
Kraft des zweiten Rückstellelementes 22 aus
seiner Ausgangslage in Drehrichtung D gedreht. Da jedoch der Schaltbolzen 31 in
seine Ausgangslage eingefahren ist, kann er, wie in 5 dargestellt,
an dem Anschlag 32 des Hauptschwinghebels 10 vorbeistreichen,
wenn der Schaltschwinghebel 20 sich um die Drehachse 4 verdreht,
ohne hierbei den Hauptschwinghebel 10 mitzudrehen. Dementsprechend
läuft der
Schaltschwinghebel 20 bei nicht aktiviertem Schaltelement
frei mit und folgt der Kontur der zweiten Nocke 21, ohne
hierbei den Ventilstößel 1 zu
betätigen.
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Soll
nun der Öffnungszeitpunkt
des Ventils, bezogen auf die Winkellage der Nockenwellen, vorversetzt
werden, könnte
eine Ventiltriebsteuerung (nicht dargestellt), beispielsweise in
Abhängigkeit von
der Drehzahl des Schiffsdiesels, entsprechend instruiert werden
und den Hydraulikdruck in der Hydraulikleitung 35 derart
steuern, dass der Schaltbolzen 31 gegen den Widerstand
der ersten Rückstellfeder 34 aus-
und damit unter den Anschlag 32 fährt, wenn Haupt- und Schaltschwinghebel
im Wesentlichen dieselbe Winkellage zur Hebelachse 4 einnehmen,
also beispielsweise, wenn die Rollen 12, 23 beide
auf dem entsprechenden Grundkreis der ersten bzw. zweiten Nocke 11, 21 abrollen.
Dadurch würde das Schaltelement
aktiviert werden und der Schaltbolzen 31 in Drehrichtung
D den Anschlag 32 hintergreifen.
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Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel funktioniert
die variable Ventilverstellung auch ohne Steuermechanismus. Sind
beide Schwinghebel 10, 20 in gleicher Position,
zum Beispiel auf dem Grundkreis, kann der Schaltbolzen 31 ausfahren.
Sind die Schwinghebel 10, 20 in ungleicher Position,
versperrt der Anschlag 32 die Öffnung und hindert den Bolzen 31 am
Ausfahren. Sobald der Anschlag 32 die Öffnung frei gibt, kann der
Bolzen 31 ausfahren. Dabei wird die Ausschubbewegung des
Schaltbolzens 31 durch einen nicht dargestellten Anschlag
in Schubrichtung begrenzt.
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Überrollt
nun zuerst die Rolle 23 der Schaltschwinge 20 den über den
Grundkreis radial vorstehenden Bereich der zweiten Nocke 21,
so wird der Schaltschwinghebel 20 wie vorstehend beschrieben in
Drehrichtung D um die Hebelachse 4 verdreht. Da bei aktiviertem
Schaltelement der Schaltbolzen 31 den Anschlag 32 in
Drehrichtung D hintergreift, dreht der Schaltschwinghebel 20 den
Hauptschwinghebel 10 in Drehrichtung mit, so dass dieser
den Ventilstößel 1 früher betätigt. Vorteilhaft
steht der Schaltbolzen 31 dabei an einem dem Anschlag 32 gegenüberliegenden
induktiven Schaltelement 36 an.
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Sobald
das Rad 23 die sich über
den Grundkreis erhebende Kontur der zweiten Nocke 21 abgefahren
hat, dreht das zweite Rückstellelement 22 den Schaltschwinghebel 20 entgegen
der Drehrichtung D in seine Ausgangsstellung zurück. Da der Schaltschwinghebel 20 sich
mit dem den Anschlag 32 hintergreifenden Schaltbolzen 31 nur
einseitig gegen den Hauptschwinghebel 10 abstützt, kann
dies unabhängig
von der Stellung des Hauptschwinghebels 10 erfolgen, der
beispielsweise durch die erste Nocke 11 weiterhin aus der
Ausgangsstellung ausgerückt
bleiben und den Ventilstößel 1 betätigen kann.
Durch das Aktivieren des Schaltelementes kann im Ausführungsbeispiel
also sowohl der Öffnungszeitpunkt
als auch die Öffnungszeitdauer
des durch den Ventilstößel 1 betätigten Ventils
variiert werden.
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Soll
diese Variation des Öffnungszeitpunktes des
Ventils wieder rückgängig gemacht
werden, wird das Schaltelement deaktiviert, indem die Ventiltriebsteuerung
den Hydraulikdruck in der Hydraulikleitung 35 absenkt,
so dass die erste Rück stellfeder 34 den Schaltbolzen 31 wieder
in seine Ausgangsstellung (5) zurückfährt. Dieser
Schaltvorgang kann gleichermaßen
in der Grundkreisphase oder bei geöffnetem Ventil erfolgen, da
hier der Schaltbolzen 31 weitgehend lastfrei ist.
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Ein
integral mit dem Schaltschwinghebel 20 ausgebildeter oder
mit diesem lös- oder unlösbar verbundener
Halter 3 für
das induktive Schaltelement 36 ist vorgesehen, um registrieren
zu können,
ob der Schaltbolzen 31 aus- oder eingefahren ist.
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- 1
- Ventilstößel
- 2
- Hebelachse
- 3
- Halter
für induktives
Schaltelement
- 4
- Nockenwelle
- 10
- Hauptschwinghebel
- 11
- erste
Nocke
- 12
- Rolle
- 20
- Schaltschwinghebel
- 21
- zweite
Nocke
- 22
- zweites
Rückstellelement
- 23
- Rolle
- 31
- Schaltbolzen
- 32
- Anschlag
- 33
- Führungsbuchse
- 34
- erste
Rückstellfeder
- 35
- Hydraulikleitung
- 36
- induktives
Schaltelement
- D
- Drehrichtung
- S
- Schubrichtung