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DE19501495C1 - Hydraulische Ventilsteuervorrichtung - Google Patents

Hydraulische Ventilsteuervorrichtung

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DE19501495C1
DE19501495C1 DE19501495A DE19501495A DE19501495C1 DE 19501495 C1 DE19501495 C1 DE 19501495C1 DE 19501495 A DE19501495 A DE 19501495A DE 19501495 A DE19501495 A DE 19501495A DE 19501495 C1 DE19501495 C1 DE 19501495C1
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DE
Germany
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pressure
valve
control device
spring
hydraulic
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DE19501495A
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Inventor
Ulrich Dipl Ing Letsche
Andreas Dipl Ing Rehberger
Frank Dipl Ing Iberle
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Mercedes Benz Group AG
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Daimler Benz AG
Mercedes Benz AG
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S137/00Fluid handling
    • Y10S137/906Valves biased by fluid "springs"

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Lifting Devices For Agricultural Implements (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Ventilsteuer­ vorrichtung für ein Hubventil gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.
Aus der DE 38 36 725 C1 ist bereits eine hydraulische Ventil­ steuervorrichtung für ein Hubventil, insbesondere zur Anordnung in einer Brennkraftmaschine bekannt. Ein Ventilschaft des Hub­ ventils ist mit einem Kolben verbunden, der in einem Zylinder zwei Hubräume voneinander trennt, die jeweils über vom Kolben abdeckbare Einlaß- und Auslaßöffnungen mit einer Pumpe für Ar­ beitsflüssigkeit oder einem Vorratsbehälter verbindbar sind. Um den Energiebedarf der Stelleinrichtung zu senken, sind die bei­ den in einem mittleren Stellbereich des Kolbens hin offenen Ein­ laßöffnungen durch eine Leitung unmittelbar miteinander verbun­ den. Am Kolben oder Ventilschaft greifen zwei entgegengesetzt wirkende Druckfedern an, die im Gleichgewicht den Kolben in ei­ ner gegenüber den seinen zwei Endstellungen mittleren Lage hal­ ten, weshalb das Ventil bei entspannter Arbeitsflüssigkeit bzw. beim Stillstand der Brennkraftmaschine teilweise geöffnet ist.
Bei gattungsgemäßen Vorrichtungen sind durch das in unbetätigter Ruhelage teilweise geöffnete Ventil Ventiltaschen im Kolben vor­ gesehen oder es werden zusätzliche Spannvorrichtungen erforder­ lich, die das Ventil in unbetätigter Ruhelage geschlossen hal­ ten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Hub­ ventilsteuervorrichtung derart zu verbessern, daß bei gleichblei­ bend zuverlässiger Funktion wesentlich geringere Steuerkräfte für das Hubventil erforderlich sind, als bei gattungsgemäßen Hubven­ tilsteuervorrichtungen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches gegebenen Merkmale gelöst.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß das Hubventil in unbetätigter Ruhelage geschlossen ist. Somit können Ventiltaschen im Kolben oder separate Spannvorrichtungen, die das Hubventil in unbetätigter Ruhelage geschlossen halten, entfallen.
Gegenüber elektromagnetischen Ventilsteuervorrichtungen hat die erfindungsgemäße hydraulische Vorrichtung unter anderem auch prinzipbedingte Vorteile, da schwere, groß bauende und hohe Ströme erfordernde Elektromagneten zur Aufbringung der entspre­ chenden Steuerkräfte entfallen.
Bei der erfindungsgemäßen Ventilbetätigungsvorrichtung erfolgt während der Ventilbewegung kein Druckölverbrauch, sondern es fließt nur ein relativ geringer interner Blindölstrom, was be­ sonders hinsichtlich der Ventilsteuerzeiten und des Energieverbrauchs der Vorrichtung vorteilhaft ist. Die Energiezufuhr erfolgt selbststeuernd überwiegend in der geschlossenen Position des Hubventils.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß Fang- und Haltevorgänge des Hubventils selbststeuernd ablaufen. Ein Kraftüberschuß zur Überwindung der Gaskräfte im Zylinder der Brennkraftmaschine (Aufstoßarbeit des Hubventils) ist über das Druckniveau der Öldruckfeder steuerbar.
Bei Integration des Ventilantriebs und der Ölversorgungsbohrungen in die Zylinderkopfkonstruktion läßt sich der radiale Bau­ raum so verkleinern, daß pro Hydraulikeinheit ein Durchmesser von nur noch ca. 25-30 mm benötigt wird. Da der komplette Nockentrieb entfällt, ist somit insgesamt eine Verringerung des Bauraumes für den Ventiltrieb möglich.
Ein Vorteil der Variation der Vorspannkraft des zweiten Feder­ mittels gemäß Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 liegt darin, daß zum einen der bei Betätigung der Vorrichtung im we­ sentlichen durch Reibung entstehende Energieverlust durch ein Nachspannen des zweiten Federmittels ausgleichbar ist und ande­ rerseits ein sicheres Schließen des geöffneten Ventils dadurch erreicht wird, daß eine eventuell zu große verbleibende Vor­ spannkraft des zweiten Federmittels reduzierbar ist, so daß die Kraft des ersten Federmittels die Schließbewegung sicher durch­ führen kann.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung nach Anspruch 3 stellt eine bevorzugte Bauausführung des zweiten Federmittels dar. Alterna­ tiv hierzu ist es möglich, anstelle der Öldruckfeder eine Schraubenfeder oder dergleichen zu verwenden, wobei der Federan­ lenkpunkt beispielsweise zyklisch verschiebbar ist, so daß die Vorspannkraft dieser Feder im Betrieb der Vorrichtung einstell­ bar ist. Dies kann beispielsweise durch eine hydraulische Kraft­ übertragung realisiert werden.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen hervor.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine hydraulisch arbeitende, freiansteuerbare Ventil­ steuervorrichtung in einem Gehäuse einer Brennkraftma­ schine in einer Darstellung bei geschlossenem Ventil,
Fig. 2 die Ventilsteuervorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Dar­ stellung bei teilweise geöffnetem Ventil und
Fig. 3 die Ventilsteuerung gemäß Fig. 1 und 2 in einer Dar­ stellung bei vollständig geöffnetem Ventil.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine hydraulische, freiansteuerbare Ven­ tilsteuervorrichtung mit einem Hubventil 1 nebst Ventilschaft 2 dargestellt, der in Ventilführungen 3 und 4 in einem Gehäuse 5 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine geführt ist.
Das Hubventil 1 umfaßt einen Ventilteller 6 nebst Ventilsitz 7 und einen unten näher beschriebenen Steuerkolben 8, der an dem Ventilschaft 2 befestigt ist. Der Steuerkolben 8 umfaßt zwei Tauchkolben 9 und 10, wobei der Tauchkolben 9 an der Oberseite und der Tauchkolben 10 an der Unterseite des Steuerkolbens 8 be­ festigt ist.
Im Gehäuse 5 ist zwischen den beiden Ventilführungen 3 und 4 ein Hohlraum angeordnet, der einen Arbeitsraum 11 für den Steuerkol­ ben 8 nebst Tauchkolben 9 und 10 bildet. Der Ventilschaft 2 durchsetzt den Arbeitsraum 11, wobei zwischen einer Federauf­ nahme 12 des Ventilschaftes 2 und einer Federaufnahme 13 des Ge­ häuses 5 ein in Ventilschließrichtung wirkendes erstes Federmit­ tel 14 angeordnet ist. Das Federmittel 14 ist eine Schrauben­ druckfeder 15, die sich in den Federaufnahmen 12, 13 abstützt und an diesen festgelegt ist.
An der dem Ventilteller 6 abgewandten Seite des Ventilschaftes 2 ist ein in Ventilöffnungsrichtung wirkende s zweites Federmittel 16 angeordnet, das aus einer Öldruckfeder 17 besteht. Diese um­ faßt einen Hubraum 18, der durch im Ventilschaft 2 verlaufende Druckkanäle 19 und 20 mit einer Steuernut 21 des Ventilschaftes 2 verbunden ist, die zwei Steuerkanten 22 und 23 besitzt. Die Steuernut 21 befindet sich in unten näher beschriebener Weise zeitweise in hydraulischer Verbindung mit einem ringnutförmigen und um den Ventilschaft 2 angeordneten Druckkanal 24 im Gehäuse 5, der über einen Kanal 25 nebst Leitung 26 mit einer Druckver­ sorgungsleitung 45-45′ verbunden ist.
Der Arbeitsraum 11 umschließt den Steuerkolben 8 nebst Tauchkol­ ben 9 und 10, wobei im Arbeitsraum 11 zwei jeweils einem Tauch­ kolben 9 bzw. 10 zugeordnete Druckräume 28 bzw. 29 angeordnet sind. Der Tauchkolben 9 ist im Bereich der oberen Endstellung des Steuerkolbens 8 in den Druckraum 28 und der Tauchkolben 10 im Bereich der unteren Endstellung des Steuerkolbens 8 in den Druckraum 29 eintauchbar, wodurch der Tauchkolben 9 bzw. 10 eine teilweise Begrenzung des jeweils zugeordneten Druckraumes 28 bzw. 29 bildet.
Im Arbeitsraum 11 befindet sich Arbeitsflüssigkeit (z. B. Schmieröl oder Kraftstoff), deren Druck über eine nicht darge­ stellte Druckquelle (Arbeitsflüssigkeitspumpe) nebst Schaltven­ til 27 und Versorgungsleitung 30 regelbar ist. Im Bereich der oberen Endstellung des Steuerkolbens 8 ist der Druckraum 28 über einen Verbindungskanal 31 in einen Druckentlastungsringkanal 34 druckentlastbar (siehe Fig. 1) und im Bereich der unteren End­ stellung des Steuerkolbens 8 ist der Druckraum 29 über einen Verbindungskanal 32 in einen Druckentlastungsringkanal 35 druckentlastbar (siehe Fig. 3).
Beim Eintauchen des Tauchkolbens 9 bzw. 10 in den Druckraum 28 bzw. 29 entsteht eine hydraulische Trennung des jeweiligen Druckraums 28 bzw. 29 vom Arbeitsraum 11. Der Steuerkolben 8 nebst Tauchkolben 9 und 10 ist von der Arbeitsflüssigkeit im Ar­ beitsraum 11 doppelseitig beaufschlagbar.
Der Steuerkolben 8 ist derart ausgebildet, daß nach dem Austau­ chen einer der beiden Tauchkolben 9, 10 aus dem zugehörigen Druckraum 28 bzw. 29 der Arbeitsraum 11 und die beiden Druck­ räume 28 und 29 hydraulisch miteinander verbunden sind, wobei die hydraulische Verbindung der beiden Druckräume 28, 29 durch den Arbeitsraum 11 selbst gebildet ist.
Die Vorspannkraft des zweiten Federmittels 16 (Öldruckfeder 17) ist während des Betriebs der hydraulischen Ventilsteuervorrich­ tung in unten näher beschriebener Weise regelbar. Bei druckent­ lasteter Arbeitsflüssigkeit im Arbeitsraum 11 und entspanntem zweiten Federmittel 16 hält das erste Federmittel 14 (Schraubendruckfeder 15) das Hubventil 1 in einer geschlossenen Position (siehe Fig. 1).
Der während eines Bewegungszyklusses entstehende Energieverlust ist über eine zyklische Variation der Vorspannkraft des zweiten Federmittels 16 (Öldruckfeder 17) ausgleichbar. Bei geschlosse­ nem Hubventil 1 ist der Arbeitsdruck der Öldruckfeder 17 über die Druckkanäle 19, 20 sowie die Steuernut 21 über den ringnut­ förmigen Druckkanal 24 nebst Leitung 26 aus der Druckversor­ gungsleitung 45-45′ aufbaubar (siehe Fig. 1).
Bei geschlossenem Hubventil 1 und gewollter Öffnung desselben ist ein Druckabbau des Öldrucks des Arbeitsraumes 11 über die Versorgungsleitung 30 mit dem Schaltventil 27 steuerbar. Das Schaltventil 27 ist einerseits über die Versorgungsleitung 30 mit dem Arbeitsraum 11 und andererseits über die Druckversor­ gungsleitung 45-45′ mit der Arbeitsmittelpumpe sowie mit dem Re­ servoir 38 der Arbeitsflüssigkeit verbunden.
Hydraulisch wirksame Flächen F1-F6 des Steuerkolbens 8 sind nor­ mal oder schräg zur Hubventillängsachse 33 ausgerichtet. Somit wird durch Druckbeaufschlagung eine dem projizierenden Flächen­ anteil der jeweiligen Fläche F1-F6 entsprechende Kraftkomponente parallel zur Hubventilachse 33 erzeugt. Die hydraulisch wirksa­ men Flächen F1-F6 des Steuerkolbens 8 nebst Tauchkolben 9, 10 sind in einer von den Endstellungen des Steuerkolbens 8 abgeho­ benen Position in Ventilöffnungsrichtung und in Ventilschließ­ richtung gleich groß. Die Flächen F1/F6, F2/F5 und F3/F4 sind gleich groß und symmetrisch bezüglich einer Normal ebene zur Hub­ ventilachse 33 angeordnet.
Bei in den Druckraum 29 eingetauchtem Tauchkolben 10 ist das offene Hubventil 1 (siehe Fig. 3) durch Druckbeaufschlagung der Arbeitsflüssigkeit im Arbeitsraum 11 gegen den Druck des er­ sten Federmittels 14 (Schraubendruckfeder 15) und einem eventu­ ell noch im Druckraum 29 herrschenden Druck sowie gegen eine eventuell in Ventilschließrichtung wirkende Kraft am Ventiltel­ ler 6 in seiner geöffneten Position haltbar.
Die Druckentlastungsringkanäle 34 und 35 befinden sich oberhalb bzw. unterhalb des Arbeitsraumes 11 und sind über je eine Verbindungsleitung 36 bzw. 37 mit einem Reservoir der Arbeits­ flüssigkeit 38 verbunden. Die hydraulische Verbindung zwischen Verbindungskanal 31 und Druckentlastungskanal 34 wird durch eine im Ventilschaft 2 angeordnete Steuernut 39 nebst Steuerkante 40 gesteuert. Analog hierzu erfolgt die hydraulische Verbindung zwischen Verbindungskanal 32 und dem Druckentlastungsringkanal 35 durch eine im Ventilschaft 2 angeordnete Steuernut 42 nebst Steuerkante 44. Die Verbindungskanäle 31, 32 münden an Stellen 41, 43 in die jeweilige Steuernut 39 bzw. 42.
In der oberen Endstellung des Steuerkolbens 8 wird die schräge Fläche F3 gegen einen Sitz S1 des Arbeitsraumes 11 gedrückt, wo­ durch der Druckraum 28 vom Arbeitsraum 11 hydraulisch getrennt wird (siehe Fig. 1). Analog wird in der unteren Endstellung des Steuerkolbens 8 die schräge Fläche F4 gegen einen Sitz S2 des Arbeitsraumes 11 gedrückt, wodurch der Druckraum 29 vom Arbeits­ raum 11 hydraulisch getrennt wird (siehe Fig. 3).
Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Ventilsteuervorrichtung beschrieben und anhand eines Ar­ beitszyklus erläutert.
Die Öldruckfeder 17 und der Steuerkolben 8 bilden zusammen mit der Schraubendruckfeder 15 und dem Hubventil 1 ein Feder-Masse-System. Bei nicht vorhandenem Versorgungsdruck der Arbeitsflüs­ sigkeit ist das Hubventil 1 stets geschlossen, da der Ventiltel­ ler 6 von der Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 15 in den Ventilsitz 7 gedrückt wird. Bei Förderung von Arbeitsflüssigkeit aus dem Reservoir 38 mittels der nicht dargestellten Arbeits­ flüssigkeitspumpe wird ein Versorgungsdruck aufgebaut, der über die Druckversorgungsleitung 45 am Schaltventil 27 anliegt. Unab­ hängig von dessen Schaltstellung ist über die Druckversorgungs­ leitung 45′ die Druckbeaufschlagung der Leitung 26 mit Arbeits­ flüssigkeit gewährleistet.
Der Druck wird über die Leitung 26, den Kanal 25, die Steuernut 21 und die Druckkanäle 20 und 19 in der Öldruckfeder 17 aufge­ baut. Die Öldruckfeder 17 wird damit gespannt. Durch die in Fig. 1 dargestellte Stellung des Schaltventils 27 wird der Druck im Arbeitsraum 11 ebenfalls aufgebaut. Trotzdem verharrt das Feder- Masse-System in seiner oberen Endlage (siehe Fig. 1), denn durch die Verbindung von Druckraum 28 über den Verbindungskanal 31 nebst Druckentlastungsringkanal 34 und Verbindungsleitung 36 mit dem Reservoir 38 der Arbeitsflüssigkeit wird die Oberseite des Steuerkolbens 8 (Tauchkolben 9) entlastet. Der Druck im Arbeits­ raum 11 beaufschlagt dagegen die entsprechende hydraulische Wirkfläche am Steuerkolben 8 (Ringflächen F5 und F6 normal zur Hubventilachse 33 sowie die zu dieser schräge Ringfläche F4) und bewirkt eine resultierende Gegenkraft, die den Steuerkolben 8 nach oben drückt. Das Hubventil 1 bleibt somit geschlossen. Bei Ansteuerung des Schaltventils 27 wird der Arbeitsraum 11 von der Druckversorgung abgetrennt und mit dem Reservoir 38 verbunden. Dadurch wird auch die hydraulische Wirkfläche am Steuerkolben 8 druckentlastet und somit die Gegenkraft abgebaut. Der Steuerkol­ ben 8 samt Hubventil 1 kann nun seine Schwingung von der oberen Endlage in die untere beginnen.
Wenn im Bereich der oberen Endlage des Steuerkolbens 8 der Tauchkolben 9 vollständig aus dem Druckraum 28 ausgetaucht ist, sind der Druckraum 28 und der Druckraum 29 über den Arbeitsraum 11 hydraulisch miteinander verbunden. Ab diesem Zeitpunkt hat der Druck im Arbeitsraum 11 wegen der o.g. Symmetrie der maßgeb­ lichen Flächen F1-F6 des Steuerkolbens 8 keinen Einfluß mehr auf dessen Verhalten.
Beim Austauchen des Tauchkolbens 9 aus dem Druckraum 28 ver­ schließt der Ventilschaft 2 mit seiner Steuerkante 40 die hy­ draulische Verbindung des Druckraumes 28 zum Druckentlastungs­ ringkanal 34. Nun wird das Schaltventil 27 umgeschaltet und der Arbeitsraum 11 wieder unter Druck gesetzt. Auf die Bewegung des Steuerkolbens 8 hat dieser Vorgang keinen Einfluß. Es muß jedoch gewährleistet sein, daß sich der Druckaufbau im Arbeitsraum 11 vor Erreichen der unteren Endlage des Steuerkolbens 8 vollzogen hat, da der Druck im Arbeitsraum 11 dann benötigt wird, um das Feder-Masse-System in seiner unteren Endlage festzuhalten.
Der Ventilschaft 2 öffnet kurz vor Erreichen der unteren Endlage des Steuerkolbens 8 mit seiner Steuerkante 44 die hydraulische Verbindung zwischen Verbindungskanal 32 und Druckentlastungs­ ringkanal 35. Der Tauchkolben 10 schließt die Verbindung zwi­ schen Arbeitsraum 11 und Druckraum 29, wobei die unterschiedli­ chen Drücke an den hydraulischen Wirkflächen des Steuerkolbens 8 (Tauchkolben 9/10) eine resultierende Kraft auf den Steuerkol­ ben 8 in Ventilöffnungsrichtung hervorrufen, die das Feder- Masse-System in seine untere Endlage schiebt und dort festhält, wodurch das Hubventil 1 (siehe Fig. 3) geöffnet bleibt.
Der beim Bewegungsablauf entstandene Energieverlust wird über eine zyklische Variation der Öldruckfedervorspannkraft ausgegli­ chen. Dies geschieht in der unteren Endlage des Feder-Masse-Sy­ stems durch den Abbau eines noch bestehenden Restdruckes in der Öldruckfeder 17 über die Druckkanäle 19 und 20 nebst Steuernut 21 in den Druckentlastungsringkanal 34 (siehe Fig. 3). In der unteren Endstellung des Feder-Masse-Systems befindet sich somit die Steuerkante 23 der Steuernut 21 im Bereich des Druckentla­ stungsringkanals 34.
Durch die somit relativ zur Öldruckfeder 17 stärker vorgespannte Schraubendruckfeder 15 ist bei der Rückbewegung des Hubventils 1 in seine obere Endlage deren Erreichen sichergestellt. Dabei kann, wegen des vorangegangenen Restdruckabbaus in der Öldruck­ feder 17, diese nicht mehr auf den ursprünglichen Anfangsdruck komprimiert werden. Die sich ergebende Druckdifferenz wird des­ halb in der oberen Endlage des Feder-Masse-Systems (siehe Fig. 1) über die Leitung 26 nebst Kanal 25, Steuernut 21 und Druckka­ nälen 19, 20, 24 der Öldruckfeder 17 ausgeglichen. Damit ist si­ chergestellt, daß bei Beginn des nächsten Arbeitsspiels die Öl­ druckfeder 17 relativ zur Schraubendruckfeder 15 stärker vorge­ spannt ist. Die dem Feder-Masse-System zugeführte Energie kann dabei in den beiden Endlagen des Systems unabhängig voneinander durch Veränderung der Drücke, zwischen denen die Öldruckfeder 17 betrieben wird, variiert werden. Diese Druckveränderungen können durch nicht dargestellte Druckregeleinrichtungen für die in der Druckversorgungsleitung 45 und im Reservoir 38 herrschenden Drücke realisiert werden.
Mit der erfindungsgemäßen Ventilsteuervorrichtung lassen sich übliche Ventilhübe bei Steuerzeiten von beispielsweise 5-10 Millisekunden mit einem Energieverbrauch von etwa 100-250 Watt (bei 50 Ventilöffnungen pro Sekunde) problemlos realisieren.
Die Steuerung der Leitung 26 kann auch über ein weiteres Schaltventil erfolgen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Ventilschaft 2 nebst Steuerkolben 8 einteilig ausgeführt, Ventilschaft und Steuerkol­ ben können aber selbstverständlich auch aus zwei oder mehr Tei­ len bestehen, die entweder durch Befestigungsmittel miteinander befestigt sind oder die durch Kraftschluß (beispielsweise durch Zusammenhalten mittels von Federmitteln ausgeübten Druckkräften) oder durch Kopplungsmittel (beispielsweise einer mechanischen Übersetzung) miteinander verbunden sind.
Die zeitweise Trennung der Druckräume 28, 29 vom Arbeitsraum 11 kann durch Kegel- oder Flachdichtsitze erfolgen, die zwischen den Druckräumen 28 bzw. 29 und dem Steuerkolben 8 gebildet sind. Dabei könnten bei­ spielsweise die Flächen S1/F3 und S2/F4 anstelle als Kegelsitz (wie im Ausführungsbeispiel dargestellt) auch als Flachdichtsitz ausgeführt sein. Sowohl bei der Ausführung mit Kegelsitz als auch bei der Ausführung mit Flachdichtsitz kann die zeitweise Trennung der Druckräume 28, 29 ausschließlich durch diese Kegel- oder Flachdichtsitze erfolgen, wodurch dann der Tauchkolben ge­ mäß obigem Ausführungsbeispiel wegfällt.
Die oben beschriebene, freiansteuerbare Ventilsteuervorrichtung ist für alle Steuerungen von Hubventilen einsetzbar, insbeson­ dere für Einlaß- und Auslaßventile von Brennkraftmaschinen und Kolbenverdichtern.

Claims (10)

1. Hydraulische Hubventil-Steuervorrichtung, insbesondere in einer Brennkraftmaschine, wobei das Hubventil einen Ventilschaft und auf diesen in Ventil­ schließrichtung einwirkende erste Federmittel sowie auf diesen in Ventilöffnungsrichtung mindestens zeitweise einwirkende zwei­ te Federmittel umfaßt und wobei der Ventilschaft mindestens mit einem in einem Arbeitsraum angeordneten und mit einer Arbeits­ flüssigkeit doppelseitig beaufschlagbaren Steuerkolben verbunden ist, mit dem im Bereich von dessen Endstellungen jeweils ein zum Arbeitsraum gehörender, hydraulisch von diesem trennbarer Druck­ raum teilweise begrenzt ist, wobei der Druck der Arbeitsflüssig­ keit im Arbeitsraum über eine Druckquelle nebst Schaltventil und Versorgungsleitung regelbar ist und im Bereich mindestens einer der beiden Endstellungen des Steuerkolbens der dieser Endstel­ lung zugeordnete Druckraum über einen Verbindungskanal druckent­ lastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft des zweiten Federmittels (16) während des Betriebs der Ventilsteuervorrichtung regelbar ist und bei druckentlasteter Arbeitsflüssigkeit im Arbeitsraum (11) und ent­ spanntem zweiten Federmittel (16) das erste Federmittel (14) das Hubventil (1) in seiner geschlossenen Position hält.
2. Hydraulische Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der während eines Bewegungszyklus entstehende Energiever­ lust über eine zyklische Variation der Vorspannkraft des zweiten Federmittels (16) ausgleichbar ist.
3. Hydraulische Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Federmittel (16) eine Öldruckfeder (17) ist, de­ ren Öldruck im Bereich der Endlagen der Ventilbewegung regelbar ist.
4. Hydraulische Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Restdruck der Öldruckfeder (17) über einen Druckentla­ stungskanal (34) abbaubar und ein Druckaufbau des Öldrucks der Öldruckfeder über einen Druckkanal (24) steuerbar ist, der bei geschlossenem Hubventil (1) über einen im Ventilschaft (2) ange­ ordneten Druckkanal (19, 20) mit der Öldruckfeder (17) verbunden ist.
5. Hydraulische Ventilsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (8) zwei Tauchkolben (9, 10) umfaßt, von de­ nen jeweils ein Tauchkolben (9, 10) einem der beiden Druckräume (28, 29) zugeordnet und in diesen eintauchbar ist, wobei der Steuerkolben (8) derart ausgebildet ist, daß nach dem Austauchen einer der beiden Tauchkolben (9, 10) aus dem zugehörigen Druck­ raum (28, 29) der Arbeitsraum (11) und die beiden Druckräume (28, 29) hydraulisch miteinander verbunden sind.
6. Hydraulische Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitweise Trennung der Druckräume (28, 29) vom Arbeits­ raum (11) durch Kegel- oder Flachdichtsitze erfolgt, die zwi­ schen den Druckräumen (28) bzw. (29) und dem Steuerkolben (8) gebildet sind.
7. Hydraulische Ventilsteuervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Verbindung der beiden Druckräume (28, 29) durch den Arbeitsraum (11) selbst gebildet ist.
8. Hydraulische Ventilsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulisch wirksamen Flächen (F1-F6) des Steuerkolbens (8) in einer von dessen jeweiligen Endstellungen abgehobenen Po­ sition in Ventilöffnungsrichtung und in Ventilschließrichtung gleich groß sind.
9. Hydraulische Ventilsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnete daß bei in den Druckraum (29) eingetauchtem Tauchkolben (10) das offene Hubventil (1) durch Druckbeaufschlagung der Arbeitsflüs­ sigkeit im Arbeitsraum (11) gegen den Druck des ersten Federmit­ tels (14, 15), gegen den Druck im Druckraum (29) sowie gegen eventuell in Schließrichtung wirkende Kräfte am Ventilteller (6) in seiner geöffneten Position haltbar ist.
10. Hydraulische Ventilsteuervorrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnete daß bei in den Druckraum (28) eingetauchtem Tauchkolben (9) das geschlossene Hubventil (1) durch Druckbeaufschlagung der Ar­ beitsflüssigkeit im Arbeitsraum (11) gegen den Druck des zweiten Federmittels (16, 17) und gegen den Druck im Druckraum (28) sowie gegen eventuell in Öffnungsrichtung wirkende Kräfte am Ventil­ teller (6) in seiner geschlossenen Position haltbar ist.
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