ES2197067T3 - Dispositivo para el accionamiento de una valvula selectora de gas. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para el accionamiento de una válvula selectora de gas para un motor de combustión interna; con por lo menos un elemento de compensación, que posee una cámara de presión, que está formada por un pistón y por un cilindro de trabajo y la que, por medio de una válvula de retención, se encuentra unida con una cámara de reserva; así como con un punto de estrangulamiento, a través del cual el medio de presión puede ser evacuado - durante el ciclo de trabajo - de la cámara de presión; dispositivo este que está caracterizado porque el elemento de compensación (3, 4) mantiene esencialmente su ajuste durante una parada del motor de combustión interna.

Description

Dispositivo para el accionamiento de una válvula selectora de gas.

La presente invención se refiere a un dispositivo para el accionamiento de una válvula selectora de gas, conforme a lo indicado en el preámbulo de la reivindicación de patente 1).

Los elementos actuadores electromagnéticos para el accionamiento de las válvulas selectoras de gas poseen, por regla general, dos imanes de conexión, un imán de apertura y un imán de cierre entre cuyas superficies polares un inducido está dispuesto de forma desplazable en el sentido coaxial a un eje de válvula. Este inducido actúa, directamente o a través de una varilla de inducido, sobre un vástago de la válvula selectora de gas. En los elementos actuadores según el principio del oscilador de masas es así, que un mecanismo de resorte pretensado actúa sobre el inducido. Como tal mecanismo de resorte sirven, en la mayoría de los casos, dos resortes de válvula pretensados, de los cuales un resorte de válvula superior impulsa la válvula selectora de gas en el sentido de la apertura, mientras que un resorte de válvula inferior la impulsa en el sentido del cierre. Al no estar excitados los imanes, el inducido es mantenido - por medio de los resortes de válvula - dentro de una posición de equilibrio entre los imanes. Los resortes de válvula pueden estar dispuestos, en su conjunto, por un lado del elemento actuador o bien, de forma separada entre si, pueden estar dispuestos por los dos lados del mismo.

Al ser activado el elemento actuador durante la puesta en marcha, o el imán de cierre o el imán de apertura son brevemente sobreexcitados o el inducido es excitado con una rutina de oscilación inicial por medio de su frecuencia de resonancia, con el fin de ser atraído desde su posición de equilibrio. Estando la válvula selectora de gas en su posición de cierre, el inducido se encuentra puesto a tope en la superficie polar del imán de cierre excitado, y el mismo es sostenido por éste último. El imán de cierre tensa aún más hacia adelante el resorte de válvula, que actúa en el sentido de la apertura. Con el fin de abrir la válvula selectora de gas, el imán de cierre es desconectado y se conecta el imán de apertura. El resorte de válvula, que actúa en el sentido de la apertura, acelera el inducido hasta más allá de la posición de equilibrio, de tal manera que el inducido sea atraído por el imán de apertura. El inducido choca con la superficie polar del imán de apertura y es sostenido por éste último. Con el objeto de cerrar otra vez la válvula selectora de gas, el imán de apertura es desconectado y se conecta el imán de cierre. La válvula de resorte, que actúa en el sentido del cierre, acelera el inducido hasta más allá de la posición de equilibrio y en dirección hacia el imán de cierre. El inducido es atraído por el imán de cierre; el mismo choca con la superficie polar del imán de cierre y es sostenido por el mismo. Los dos resortes de válvula están pretensados hasta tal manera, que el inducido - con un imán de conexión sin corriente - se puede ajustar a una posición aproximadamente central entre las superficies polares de los imanes de conexión y que - o al mismo tiempo o poco antes de la posición de cierre de la válvula selectora de gas - una fuerza de cierre remanente del resorte de válvula inferior actúe sobre la válvula selectora de gas.

Ciertas magnitudes, que desde un principio no han sido tenidas en consideración o que pueden variar en el transcurso del tiempo - como son, por ejemplo, las tolerancias en la fabricación de algunas partes componentes individuales; las dilataciones térmicas de distintos materiales; las rigideces de resorte, que sean distintas causa de unas tolerancias en la fabricación del resorte de válvula superior y del resorte de válvula inferior; así como unos fenómenos de asentamiento debido al envejecimiento de los resortes de la válvula; etc., etc. - pueden conducir a que la posición de equilibrio, que queda definida por los resortes de válvula, no coincida con una posición central energética entre las superficies polares o bien no sea de una posición previamente determinada. Además, los fenómenos de este tipo así como el desgaste en los asientos de la válvula pueden conducir a que el inducido no se coloque, en la superficie polar del imán de cierre, con una fuerza de cierre constante o se coloque antes de que la válvula selectora de gas cierre por completo. Los gases de combustión calientes, que sean evacuados a través de unas válvulas que no cierran de forma estanca, destruyen los asientos de las válvulas. Por el otro lado, a causa de unas distintas dilataciones térmicas es posible que el inducido - estando la válvula selectora de gas cerrada - ya no pueda colocarse completamente a tope en la superficie polar del imán de cierre, de tal manera que se reduzcan en gran medida las necesidades de energía del imán de cierre. Como añadidura, con este proceso está unida, por regla general, una más reducida carrera de apertura de la válvula selectora de gas, de tal modo que se incrementen las pérdidas por estrangulamiento durante el cambio de carga y resulte perjudicado el rendimiento.

También en las válvulas selectora de gas, que son accionadas por medio de un árbol de levas, las dilataciones térmicas; el impacto del anillo de asiento; los fenómenos de asentamiento a causa de un envejecimiento del resorte de la válvula, etc., etc., pueden conducir a que la válvula selectora de gas ya no cierre de manera completa.

En la anterior Solicitud de Patente Alemana Núm. DE 19 647 305 C1 está indicado un elemento actuador electromagnético, que de forma flotante está alojado dentro de una culata. Este elemento actuador abre y cierra una válvula selectora de gas por el hecho de que su inducido es desplazado entre dos electroimanes, actuando de este modo sobre el vástago de la válvula selectora de gas. Entre el elemento actuador y un disco de válvula de la válvula selectora de gas está dispuesto un mecanismo de resorte; en este caso, el resorte de apertura superior se apoya en el elemento actuador, mientras que el resorte de cierre inferior está apoyado en la culata. Entre aquél lado suyo, el cual se encuentra alejado de la válvula selectora de gas, se encuentra dispuesto - entre la placa de cobertura, que está unida con la culata, y el elemento actuador - un elemento compensador de holgura, que compensa tanto una holgura positiva como una holgura negativa de la válvula.

Este elemento compensador de holgura posee un pistón dentro de un cilindro. El pistón separa una primera cámara de presión - que se encuentra alejada de la cámara selectora de gas y que está siendo controlada en función del motor de combustión interna - de una segunda cámara de presión, que está dirigida hacia la válvula selectora de gas. Una válvula de retención dentro del pistón abre - a una sobrepresión dentro de la primera cámara de presión y en contra de la fuerza de un resorte de retención - en dirección hacia la segunda cámara de presión. El resorte de retención está dimensionado de tal manera, que la válvula de retención no pueda abrir al no existir una holgura.

Una válvula selectora de gas ha de cerrar siempre de una manera segura. Con el fin de conseguir esto, el elemento compensador de holgura tiene la tendencia de acortarse constantemente de un modo lento. Esto se consigue a través de un punto de estrangulamiento, que queda constituido por una holgura definida entre el pistón y el cilindro. Al ser aplicada una carga, a través del punto de estrangulamiento pasa el medio de presión desde la segunda hacia la primera cámara de presión. Sin embargo, al no poder llegar el inducido lo suficientemente cerca del imán de cierre o al presentarse una holgura entre la varilla del inducido y la válvula selectora de gas porque el elemento compensador de holgura se ha acortado de manera excesiva, tiene que ser efectuada una rápida compensación en la dirección contraria, la cual es conseguida por medio de la válvula de retención, que se abre. La presión dentro de la segunda cámara de presión se reduce hasta por debajo de la presión dentro de la primera cámara de presión, de tal manera que la válvula de retención abra - en contra del resorte de retención - y el medio de presión fluya desde la primera cámara de presión hacia la segunda cámara de presión, hasta que quede compensada la holgura. Este proceso puede durar varios ciclos de trabajo de la válvula.

Este proceso iterativo de una compensación rápida y de una compensación lenta tiene por efecto, que la válvula selectora de gas se desplace constantemente dentro de la zona de un óptimo ajuste de holgura. Sin embargo, al ser desconectado un elemento actuador, este inducido se ajusta - a causa de los resortes de válvula - a una posición de equilibrio entre los imanes. En este caso, una fuerza media de los resortes de válvula actúa - por medio del elemento actuador - sobre la segunda cámara de presión. Se reduce la presión dentro de la cámara de presión superior, que está siendo controlada en función del motor de combustión interna, y el medio de presión fluye - a través de las conexiones de estrangulamiento previstas entre el pistón y el cilindro - de la segunda cámara de presión hacia fuera. El elemento compensador de holgura se debilita, y el elemento actuador es desplazado hacia arriba, en la dirección contraria de la válvula selectora de gas, con lo cual queda variada la posición de equilibrio de los resortes de la válvula. Después de una nueva puesta en marcha del elemento actuador, la segunda cámara de presión del elemento compensador de holgura ha de ser llenada; el elemento actuador tiene que ser desplazado en dirección hacia la válvula selectora de gas; y la posición de equilibrio de los resortes de la válvula ha de ser ajustada a su valor correcto. También este proceso puede durar varios ciclos de trabajo de la válvula selectora de gas y sobre todo puede conducir a unos ruidos, a un desgaste innecesario así como a un adicional consumo en energía.

A través de la Patente Alemana Núm. DE 41 09 666 A1 es conocido un control desmodrómico de una válvula selectora de gas, según el cual una leva de apertura y una leva de cierre actúan - por medio de un empujador de tipo cubeta - sobre un vástago de la válvula. En este empujador de tipo cubeta están dispuestos dos elementos compensadores de holgura; concretamente un elemento compensador de holgura superior, que está alejado de la válvula selectora de gas, y un elemento compensador de holgura inferior, que se encuentra dirigido hacia la válvula selectora de gas. El elemento compensador de holgura superior mantiene, por medio de un conjunto de pistón y cilindro, una parte de fondo del empujador de tipo cubeta sobre la leva de apertura, y este elemento se apoya con el cilindro - en la dirección de apertura - sobre el vástago de la válvula y se apoya con el pistón - en la dirección de cierre - sobre la parte de fondo. El segundo elemento compensador de holgura mantiene - mediante un segundo conjunto de pistón y cilindro - una parte envolvente del empujador de tipo cubeta sobre un brazo, que es impulsado por la leva de cierre. Este pistón está realizado en la forma de un pistón anular, que se apoya - en la dirección de cierre y a través de un anillo de seguridad - en el vástago de la válvula, y el pistón se encuentra guiado en su desplazamiento dentro de la parte envolvente que, al mismo tiempo, sirve como el cilindro para el segundo elemento compensador de holgura. Este pistón anular separa una cámara de presión inferior - que está dispuesta por aquél lado suyo, el cual está dirigido hacia la válvula selectora de gas - de otra cámara de reserva superior, que está dispuesta por el lado, que se encuentra alejado de la válvula selectora de gas. Además, el segundo elemento compensador de holgura posee una válvula de retención, a través de la cual el medio de presión puede fluir - desde la cámara de reserva y a través de una abertura de paso en el pistón anular - hacia la cámara de presión. La válvula de retención cierra la abertura de paso con una bola de válvula, que - por medio de un resorte de compresión helicoidal de tensión previa - es empujada en dirección hacia la cámara de reserva. Dos adicionales resortes helicoidales de compresión, previstos dentro de la cámara de presión, efectúan el tensado previo del pistón anular con respecto a la parte de envolvente.

Aparte de los dos elementos compensadores de holgura, en el empujador de tipo cubeta también están dispuestas una válvula de sobrepresión y o una válvula de seguridad. La válvula de seguridad es una válvula de retención, que cierra una segunda abertura de paso en el pistón anular con una bola de válvula que - por medio de un resorte helicoidal de compresión pretensado - es empujada en dirección hacia la cámara de presión. En cuanto a su fuerza de tensión previa, este resorte helicoidal de compresión está realizado de tal manera, que la válvula de seguridad permanezca cerrada con unas fuerzas, que se producen por un accionamiento regular de la válvula. Sin embargo, para el caso de que, durante el funcionamiento de la válvula, se produzca - a causa de unas oscilaciones de resonancia o de una excesiva presión del aceite lubrificante, etc., etc. - un bombeo, es decir, una expansión constante del segundo elemento compensador de holgura, se presentarían, debido al control forzoso a través de la leva de cierre, unas fuerzas o unas presiones de válvula inadmisiblemente elevadas que, según la propuesta forma de realización, pueden ser contrarrestadas por la apertura de la válvula de sobrepresión. Al mismo tiempo, esto equivale a que, en el caso en el cual, a causa de una prolongada parada del motor de combustión interna, se haya vaciado el primer elemento compensador de holgura y al dilatarse, durante la puesta en marcha, el segundo elemento compensador de holgura antes del primer elemento compensador de holgura, se presentarían unas fuerzas inadmisiblemente elevadas para la válvula.

La presente invención tiene el objeto de proporcionar un dispositivo para el accionamiento de las válvulas selectoras de gas en un motor de combustión interna; con un elemento de compensación, que -a través de un proceso iterativo de una compensación rápida y de una compensación lenta - se encuentre siempre dentro de la zona de un ajuste óptimo y que ésta última pueda ser alcanzada, de la manera más rápida posible, durante la puesta en marcha del motor de combustión interna. De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de las características indicadas en la reivindicación de patente 1), mientras que unas convenientes ampliaciones de la forma de realización así como unos perfeccionamientos de la presente invención pueden ser desprendidos de las reivindicaciones secundarias.

Según la presente invención, el elemento de compensación mantiene - durante la parada del motor de combustión interna - su ajuste. Esto puede ser efectuado por el hecho de que, con la parada del motor de combustión interna, el elemento de compensación sea bloqueado de forma mecánica, eléctrica o bien hidráulica. Una posibilidad más sencilla consiste en el hecho de que la evacuación a través del punto de estrangulamiento pueda ser controlada por medio de una válvula. De una manera conveniente, esta válvula puede ser una válvula magnética, que - en el estado sin corriente - cierra el paso por el punto de estrangulamiento. Esta válvula puede ser activada en función de unos apropiados parámetros del funcionamiento del motor de combustión interna, de tal manera que una evacuación desde la cámara de presión solamente sea posible en unos determinados momentos del ciclo de trabajo de la válvula selectora de gas. Además, de este modo se consigue que, durante la parada, el motor de combustión interna esté bloqueado hidráulicamente y mantenga, por consiguiente, su ajuste.

Vista en dirección de la corriente, esta válvula puede estar dispuesta o por delante o bien por detrás del punto de estrangulamiento. Al estar el punto de estrangulamiento constituido por una rendija de estrangulamiento, situada entre el pistón y el cilindro, la válvula está dispuesta, de una manera conveniente, dentro de una tubería de evacuación o tubería de retorno, que desemboca - entre la rendija de estrangulamiento y un anillo de junta, que rodea el pistón - en el cilindro de trabajo.

Una forma de realización de la presente invención parte del conocimiento de que, en los dispositivos para el accionamiento de las válvulas selectoras de gas, la fuerza, que actúa sobre un elemento de compensación, oscila - durante los ciclos de trabajo - de una manera cíclica entre un valor máximo y un valor mínimo, concretamente a causa de las fuerzas de inercia de masas, a unas fluctuaciones en la presión dentro de la culata - y esto sobre todo en los dispositivos, que poseen por lo menos un resorte de válvula, que actúa sobre la válvula selectora de gas - así como a causa de una variación en la fuerza elástica durante un ciclo de trabajo. Estas fluctuaciones, que se presentan solamente durante los ciclos de trabajo, son aprovechadas por la presente invención para conseguir, durante los ciclos de trabajo, una definida situación de fuga y, por consiguiente, la tendencia de que el elemento de compensación se acorte constantemente de forma lenta o se prolongue en unas especiales formas de disposición así como para que este elemento de compensación mantenga - durante la parada del motor de combustión interna - su ajuste de manera completamente invariada o bien por lo menos prácticamente invariada.

La lenta compensación de un deseado proceso iterativo en una dirección es conseguida, de una manera conveniente, con una válvula de alta presión. Durante los ciclos de trabajo, a través de la válvula de alta presión es evacuada - de una manera estrangulada - una determinada cantidad del medio de presión por el hecho de que esta válvula, al ser aplicada una definida fuerza sobre el elemento de compensación, abre de forma cíclica y cierra con una definida fuerza; a este efecto, las fuerzas son, en cada caso, mayores que la fuerza media o son más pequeñas que o igual a una fuerza máxima, que es ejercida sobre el elemento de compensación.

Una rápida compensación del proceso iterativo en la dirección contraria es conseguida por medio de una válvula. de retención. Al ser parado el motor de combustión interna, no se presenta ninguna fluctuación cíclica en la fuerza, que es ejercida sobre el elemento de compensación. La bien definida fuerza de apertura de la válvula de alta presión dentro del ámbito de una fuerza máxima o no es alcanzada o bien, en unos determinados dispositivos, es mantenida solamente de forma breve como, por ejemplo, en un dispositivo con un resorte de válvula, que actúa en la dirección del cierre y en el cual la válvula selectora de gas permanece cerrada en la posición de apertura. Si, en una parada del motor de combustión interna, la fuerza, que actúa sobre el elemento de compensación, es más pequeña que la fuerza de apertura, la válvula de alta presión permanece cerrada. El medio de presión puede ser evacuado de la cámara de presión, que hacia fuera está cerrada herméticamente, por lo cual mantienen el elemento de compensación su ajuste. Al ser la fuerza, que actúa sobre el medio de compensación, mayor que la fuerza de apertura, solamente sale una reducida cantidad del medio de presión hasta que sea alcanzada la fuerza de cierre y sea cerrada la válvula de alta presión. El ajuste del elemento de compensación solamente sufre una ligera variación.

La solución según la presente invención puede ser aplicada en las distintas clases de dispositivos para el accionamiento de una válvula selectora de gas como, por ejemplo, en los dispositivos con una leva de apertura y con una leva de cierre, que no poseen un resorte de válvula; en los dispositivos con una leva de apertura y con un resorte de válvula, que actúa en la dirección de cierre; etc., etc. No obstante, la solución según la presente invención es aplicada de una manera especialmente conveniente en los sistemas de control electromagnéticos de las válvulas selectoras de gas. Los sistemas de control electromagnéticos de las válvulas selectoras de gas tienen un elemento actuador, que posee un imán de apertura y un imán de cierre, entre cuyas superficies polares está dispuesto - de forma desplazable en el sentido coaxial - un inducido, que actúa sobre el vástago de la válvula selectora de gas. Sobre el vástago de la válvula selectora de gas actúa, además, un mecanismo de resorte con por lo menos un resorte de válvula pretensado, que actúa en el sentido de la apertura, y con por lo menos un resorte de válvula pretensado, que actúa en el sentido del cierre. Al ser desconectado el elemento actuador, con la parada del motor de combustión interna, el inducido se ajusta - para una posición de equilibrio de los resortes de válvula - entre las superficies polares de los imanes. En esta posición, resulta que sobre el elemento de compensación actúa una fuerza, que es más pequeña que la fuerza de apertura de la válvula de alta presión y es mayor que la fuerza de apertura de la válvula de retención, de tal manera que de la cámara de presión, que está herméticamente cerrada, no es evacuado ningún medio de presión y el ajuste del elemento de compensación sea mantenido durante la parada del motor de combustión interna. Un efecto similar puede ser conseguido por medio de la válvula magnética, que puede ser activada de forma eléctrica.

El elemento de compensación puede ser un elemento compensador de holgura; un elemento de compensación, por medio del cual puede ser regulada la tensión previa de los resortes de la válvula; o bien puede ser otro elemento de compensación cualquiera, que se encuentra dispuesto dentro de la transmisión de la fuerza de un elemento de accionamiento, que actúa sobre una válvula selectora de gas.

Las demás ventajas de la presente invención se pueden desprender de la descripción, relacionada a continuación, de algunos ejemplos para la realización de la invención, los cuales están representados en los planos adjuntos. Tanto la descripción como las reivindicaciones de patente contienen numerosas características en combinación. Una persona familiarizada con este ramo técnico también podrá considerar estas características de combinación de manera individual para recopilarlas, de una forma conveniente, en otras combinaciones inteligentes. En estos planos:

La Figura 1 muestra una vista parcial esquematizada de sección del dispositivo según la presente invención;

La Figura 2 indica un croquis del principio de un elemento de compensación;

La Figura 3 muestra una variante para el elemento de compensación indicado en la Figura 2;

La Figura 4 indica el desarrollo de la presión dentro de una cámara de presión de un elemento de compensación; mientras que

La Figura 5 muestra - a escala de aumento - la vista del detalle IV indicado en la Figura 1.

Un elemento actuador electromagnético 20 está introducido en una escotadura 75 de una culata 25, que está cerrada por medio de una tapa de culata 26, que aquí no está indicada con más detalles. El elemento actuador 20 actúa sobre una válvula selectora de gas 7, que con su vástago de válvula 24 se encuentra guiada - por medio de una guía de válvula 27 - dentro de la culata 25. El elemento actuador 20 posee dos imanes de conexión, concretamente un imán de cierre superior 22 y un imán de apertura inferior 21. Entre las superficies polares de los imanes de conexión, 21 y 22, se desplaza un inducido 23, que - a través de una varilla de empuje 28 - actúa sobre el vástago de válvula 24 de la válvula selectora de gas 7.

Entre el imán de apertura 21 y la válvula selectora de gas 7 está prevista una carcasa de resorte 29, dentro de la cual está alojado un mecanismo de resorte, que se compone de dos resortes de válvula, 10 y 11. El resorte de válvula superior 10 actúa con un extremo sobre un disco de resorte 30 - que es desplazado con la válvula selectora de gas 7 - en la dirección de apertura 18 y el mismo se apoya, con su otro extremo, en el imán de apertura 21.

El resorte de válvula inferior 11 actúa con un extremo sobre un disco de resorte 31 - que es desplazado con la válvula selectora de gas 7 - en la dirección de cierre 17 y el mismo se apoya, con su otro extremo, en un elemento de apoyo de resorte 19.

Las vistas muestran el elemento actuador 20 en la posición de cierre, en la cual el imán de cierre 22 se encuentra bajo corriente eléctrica y en la que el inducido 23 está puesto a tope en la superficie polar del imán de cierre 22. Al mismo tiempo, la válvula selectora de gas 7 está cerrada por el hecho de que su disco de válvula 32 se encuentra apoyado sobre un anillo de asiento de válvula 33, que está introducido en la culata 25 y que constituye la apertura de un canal selector de gas 34. Al quedar el imán de cierre 21 sin la corriente eléctrica y encontrarse el imán de apertura 21 bajo corriente eléctrica, esta válvula selectora de gas 7 se abre hasta que el inducido 23 se encuentre puesto a tope en la superficie polar del imán de apertura 21. Con ello está conseguida la máxima carrera de apertura.

Unas magnitudes ó fenómenos no tenidos en cuenta desde un principio ó bien que varían en el transcurso del tiempo y como son, por ejemplo, las tolerancias en la fabricación de algunas partes componentes individuales, el desgaste en el anillo de asiento de válvula 33, etc., etc., pueden conducir a que el inducido 23 se coloque a tope en la superficie polar del imán de cierre 22 antes de que el disco de válvula 32 se llegue a colocar a tope en el anillo de apoyo de válvula 33, por lo cual la válvula selectora de gas 7 no cierra por completo; pueden conducir a que la válvula selectora de gas 7 sí cierra por completo, el inducido 23, sin embargo, no se coloca a tope en la superficie polar del imán de cierre 22; ó bien pueden conducir a que se produzca una holgura entre la varilla del empuje 28 del inducido y el vástago 24 de la válvula. Con el objeto de impedir estos fenómenos, resulta que entre la varilla de empuje 28 del inducido y el vástago 24 de la válvula está dispuesto un elemento de compensación 3, que sirve como elemento compensador de holgura. El elemento de compensación 3 es abastecido con el aceite a presión a través de una cubeta 35, que está dispuesta entre el elemento de compensación 3 y la varilla de empuje 28, y la cubeta rodea el elemento de compensación 3 parcialmente con sus partes laterales 36, estando la misma guiada hacia fuera - por medio de un deslizamiento por fricción - dentro de una guía 37, que es solidaria con la culata y que está siendo alimentada con el aceite a presión.

La guía 37 está formada por una parte componente separada 38. La parte componente separada 38 está insertada en la culata 25, y la misma se apoya - a través de una faja 39 y en el sentido de cierre 17 - en el imán de apertura 21 para apoyarse, en la dirección de apertura 18, en un escalón 40 previsto en la culata 25. Por su circunferencia exterior, la parte componente 38 posee una cámara de presión 41, a través de la cual la misma está unida - mediante un canal 42 - con una conexión de presión 43.

Desde la cámara de presión 41, un canal 44 conduce hacia la guía 37 para desembocar en una ranura anular 45.

Poco antes, y en la posición de cierre de la válvula selectora de gas 7, una cámara interior 46 - que se constituye entre la cubeta 35 y el elemento de compensación 3 - está unida con la ranura anular 45 por medio de un canal 47, previsto dentro de la cubeta 35. Hacia fuera, esta cámara interior 46 está estanqueizada a través de una junta de obturación 48, prevista entre el elemento de compensación 3 y la cubeta 35. El inducido 23 con su varilla de empuje 28, el elemento de compensación 3 y la válvula selectora de gas 7 pueden ser incorporados de una forma simétrica rotativa. Gracias a la ranura anular 45 queda asegurado, que la cubeta 35 sea abastecida - con independencia de su alineación durante el montaje - con el aceite. En el caso de necesidad, el aceite a presión es aportado entonces - a través de una escotadura 49 por el lado de cobertura interior 67 de la cubeta 35 - al elemento de compensación 3. La aportación del aceite a presión a través de las cubetas 35 constituye una técnica experimentada que, por lo tanto, tiene muy pocos problemas. Existe, no obstante, también la posibilidad de aportar al aceite a presión - con ó sin cubeta 35 y directamente de forma lateral - hacia un elemento de compensación de una forma de realización correspondiente ó bien a través de la varilla de empuje 28 del inducido.

A través de una variación en la longitud del elemento de compensación 3 puede ser regulada - a posteriori y de una manera correspondiente - la longitud total de la varilla de empuje 28 del inducido, del elemento de compensación 3 y del vástago 24 de la válvula. Al tratarse de un elemento actuador 20, que está alojado de forma flotante, el elemento compensador de holgura también puede estar dispuesto, en un principio, por aquél lado del imán de cierre 22, el cual se encuentra alejado de la válvula selectora de gas 7, y/ó por aquel lado del imán de apertura 21, el cual está dirigido hacia la válvula selectora de gas 7.

Las magnitudes de perturbación, que se produzcan, así como la compensación de holgura efectuada, a causa de las mismas, por el elemento de compensación 3, pueden conducir al hecho de que la posición de equilibrio, que queda determinada por los resortes de válvula, 10 y 11, no coincida con una posición central energética entre las superficies polares, es decir, que la misma no tenga la posición previamente determinada, así como al hecho de que sea modificada una fuerza de cierre remanente del resorte de válvula inferior 11, la cual actúa sobre la válvula selectora de gas 7 en la posición de cierre. Con el objeto de impedir esto, este dispositivo posee otro elemento de compensación 4, por medio del cual puede ser desplazado el elemento de apoyo 19 del resorte de válvula 11, que es efectivo en la posición de cierre 17 y mediante el cual la fuerza de cierre remanente - que actúa en la posición de cierre de la válvula selectora de gas 7 - sea constante y también pueda ser ajustada para unos individuales estados de funcionamiento.

La Figura 2 muestra, en un croquis de principio, el elemento de compensación 3. Este elemento de compensación 3 posee una cámara de presión 1, que está formada por un pistón 12 y por un cilindro de trabajo 50; cámara de presión ésta que - a través de una junta de obturación 14, prevista entre el pistón 12 y el cilindro 50 - está estanqueizada con respecto al exterior. Sobre el pistón 12 actúa la varilla de empuje 28 del inducido con una fuerza 68 y en la dirección de apertura 18, mientras que sobre el cilindro 50 actúa el vástago de válvula 24 con una fuerza 68 en la dirección de cierre 17.

Con el objeto de abrir la válvula selectora de gas 7, el imán de cierre 22 es conectado sin corriente eléctrica, mientras que el imán de apertura 21 es puesto bajo corriente eléctrica; el inducido 23 actúa sobre el vástago de válvula 24 en la dirección de apertura 18, y el mismo, de este modo, tensa más hacia adelante el resorte de válvula 11, que es efectivo en la dirección de cierre 17. La fuerza, que actúa sobre el elemento de compensación 3, se incrementa hasta un valor máximo 54. En la Figura 4 está indicada - en función de un ciclo de trabajo 62 - una presión 61 dentro de la cámara de presión 1. Una válvula del elemento de compensación 3, la cual está realizada en forma de una válvula de alta presión 5, abre a una definida presión dentro de la cámara de presión 1 o bien a una definida fuerza 8, que - por un determinado valor de seguridad 55 - es mayor que la fuerza media 53 y es más pequeña que una fuerza máxima 54. La válvula de alta presión 5 - que, de forma preferente, está realizada como una válvula de retención de tipo convencional - controla el flujo por medio de un estrangulamiento 52, que - visto en la dirección de corriente - puede estar dispuesto o por delante o bien por detrás de esta válvula de alta presión 5. De esta manera, y con la válvula 5 abierta, una reducida cantidad del medio de presión puede ser evacuada - de una forma estrangulada - sin que por ello se vea afectado, de una manera notable, el desarrollo de presión 51 dentro de la cámara de presión 1.

Con el fin de cerrar la válvula selectora de gas 7, el imán de abertura 21 es conectado sin corriente eléctrica, mientras que el imán de cierre 22 es puesto bajo corriente eléctrica. El resorte de válvula 10, que actúa en la dirección de apertura 18, es tensado más en el sentido hacia adelante, mientras que el resorte de válvula 11, que es efectivo en la dirección de cierre 17, es destensado. La fuerza, que actúa sobre el elemento de compensación 3, se reduce a un valor mínimo 56, a la llamada fuerza remanente de cierre. La válvula de alta presión 5 cierra a una definida fuerza 9, que es más pequeña que la fuerza máxima 54 y la que - por un valor de seguridad 55 - es mayor que la fuerza media 53. Poco antes de ser alcanzada la fuerza de cierre remanente 56, una válvula de retención 57 abre a una definida fuerza 58, que es más reducida que la fuerza media 53. El medio de presión puede fluir desde la conexión de presión 43 al interior de la cámara de presión 1, por lo cual el elemento de compensación 3 se puede extender y puede ser compensada una holgura positiva. Al ser la válvula selectora de gas 7 otra vez abierta, la válvula de retención 57 cierra con una definida fuerza 59, que es mayor que la fuerza de cierre remanente 56 y es más pequeña que la fuerza media 53. La válvula de alta presión 5 y la válvula de retención 57 están herméticamente cerradas por una amplia gama de la carrera de apertura y de la carrera de cierre de la válvula selectora de gas 7, no siendo perjudicado el movimiento de la válvula selectora de gas 7. Durante los ciclos de trabajo de la válvula selectora de gas 7 es conseguida una definida posición de fuga y, por consiguiente, la posibilidad de un ajuste óptimo. De una manera conveniente, son de una misma magnitud la fuerza de apertura 58 y la fuerza de cierre 59 de la válvula de retención 57 así como la fuerza de apertura 8 y la fuerza de cierre 9 de la válvula de alta presión 5. En un principio existe, sin embargo, también la posibilidad de que las fuerzas de apertura y las fuerzas de cierre sean de unas magnitudes distintas.

Al estar desconectado el elemento actuador 20 y al encontrarse parado el motor de combustión interna, el inducido 23 se ajusta a una posición de equilibrio de los resortes de válvula, 10 y 11, entre las superficies polares de los imanes, 21 y 22. Sobre el elemento de compensación 3 actúa la fuerza media 53, a la cual están cerradas la válvula de alta presión 5 así como la válvula de retención 57. De la cámara de presión 1 no fluye ningún medio de presión, y el ajuste del elemento de compensación 3 queda mantenido.

En lugar de la válvula de alta presión 5, también puede ser empleada una válvula, que está realizada en forma de una válvula magnética. La Figura 3 indica una variante de realización con una tal válvula magnética 70. En este caso, un pistón 73 constituye - con su faja 72 y por su circunferencia, que indica hacia el cilindro de trabajo 50 - una rendija de estrangulamiento 71, que hacia fuera está estanqueizada por medio de la junta de obturación 14. Entre la rendija de estrangulamiento 71 y la junta de obturación 14 desemboca un canal de reflujo 74 en el cilindro de trabajo 50. Por consiguiente, a través de la rendija de estrangulamiento 71 solamente puede salir el medio de presión al estar abierta la válvula magnética 70. El medio de presión es conducido hacia un lodo del medio de presión como, por ejemplo, hacia un lodo de aceite lubrificante, o hacia una cámara de reserva, desde la cual está siendo abastecida la cámara de presión 1.

En función de unos apropiados parámetros de trabajo, esta válvula magnética 70 puede ser activada de cualquier manera, de tal modo que la evacuación del medio de presión a través de la rendija de estrangulamiento 71 pueda ser limitada, en cuanto al tiempo, a unas determinadas fases del ciclo de trabajo. Al estar la válvula magnética 70 sin corriente eléctrica, está bloqueada la evacuación del medio de presión desde la cámara de presión 1, por lo que el elemento de compensación 3 se encuentra bloqueado de forma hidráulica y mantiene, por consiguiente, su ajuste durante la parada del motor de combustión interna. De una manera correspondiente, esta válvula magnética 70 también puede ser empleada, dentro de un dispositivo de compensación 4, en lugar de una válvula de alta presión 6.

En la Figura 5 se muestra - a escala de aumento - un detalle del elemento de compensación 4 indicado en la Figura 1. Este elemento de compensación 4 tiene una cámara de presión 2, que está formada por un pistón 15 y por un cilindro de trabajo 60 y la cual está estanqueizada mediante cuatro juntas de obturación 15, 16, 65 y 66, entre el pistón 13 y el cilindro 60. El elemento de compensación 4 tiene, además, una válvula de alta presión 6 y una válvula de retención 64. El elemento de apoyo de resorte 19 y el pistón 13 están realizados como una misma pieza, con lo cual se pueden ahorrar unas partes componentes adicionales. El elemento de apoyo de resorte 19 y el pistón 13 están realizados en la forma de U, por lo que esta pieza es más ligera y ofrece una buena guía.

Durante los ciclos de trabajo de la válvula selectora de gas 7, la fuerza del resorte de válvula 11, la cual actúa sobre el elemento de compensación 4, oscila entre una fuerza máxima y una fuerza mínima, al igual que en el caso del elemento de compensación 3. Al ser la válvula selectora de gas 7 abierta, esta fuerza se incrementa hasta un valor máximo. La válvula de alta presión abre con una definida fuerza, que es más reducida que la fuerza máxima y la que - por un determinado valor de seguridad - es mayor que una fuerza media, que es ejercida sobre el elemento de compensación 4. De esta manera, el medio de presión puede ser evacuado - de una forma estrangulada - a través de la válvula de alta presión 6 así como mediante un estrangulamiento 63, que está dispuesto a continuación de la válvula de alta presión 6. Al ser la válvula selectora de gas 7 cerrada, la fuerza ejercida sobre el elemento de compensación se reduce hasta un valor mínimo. La válvula de alta presión 6 cierra a una definida fuerza que - por un determinado valor de seguridad - es mayor que la fuerza media. Al quedarse por debajo de un valor bien definido, concretamente por debajo de una fuerza de cierre remanente, se abre la válvula de retención 64. El medio de presión fluye desde una conexión de presión - que aquí no está indicada con más detalles - hacia la cámara de presión 2, hasta que se presente la fuerza de cierre remanente previamente determinada y la válvula de retención 64 cierre otra vez. Al igual que en el caso del elemento de compensación 3, también aquí se consiguen - durante el ciclo de trabajo de la válvula selectora de gas 7 - una definida posición de fuga y, por consiguiente, la posibilidad de un ajuste óptimo de la tensión previa de los resortes, de la posición de equilibrio y de la fuerza de cierre remanente. Al estar desconectado el elemento actuador 20, la válvula de alta presión 6 y la válvula de retención 64 están herméticamente cerradas. De la cámara de presión 2 no es evacuado ningún medio de presión; es mantenido el ajuste del elemento de compensación 4, y el motor de combustión interna puede ser puesto en funcionamiento otra vez con el mismo ajuste, que existía antes de su parada.

Claims (11)

1. Dispositivo para el accionamiento de una válvula selectora de gas para un motor de combustión interna; con por lo menos un elemento de compensación, que posee una cámara de presión, que está formada por un pistón y por un cilindro de trabajo y la que, por medio de una válvula de retención, se encuentra unida con una cámara de reserva; así como con un punto de estrangulamiento, a través del cual el medio de presión puede ser evacuado - durante el ciclo de trabajo - de la cámara de presión; dispositivo éste que está caracterizado porque el elemento de compensación (3, 4) mantiene esencialmente su ajuste durante una parada del motor de combustión interna.

2. Dispositivo conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque la salida del medio de presión puede ser controlada a través del punto de estrangulamiento (52, 63, 71) y por medio de una válvula (5, 6, 70).

3. Dispositivo conforme a la reivindicación 2) y caracterizado porque como válvula está prevista una válvula magnética que, al encontrarse en un estado sin corriente eléctrica, cierra el paso del medio de presión a través del punto de estrangulamiento (52, 63, 71).

4. Dispositivo conforme a la reivindicación 2) y caracterizado porque el elemento de compensación (3, 4) está dispuesto dentro de la transmisión de una fuerza de un elemento de accionamiento (20), la cual actúa sobre la válvula selectora de gas (7), y la cámara de presión (1, 2) está estanqueizada hacia fuera; así como caracterizado porque el elemento de compensación (3, 4) posee - como tal válvula - una válvula de alta presión (5, 6), a través de la cual el medio de presión es evacuado de una manera estrangulada durante el ciclo normal de trabajo de la válvula selectora de gas (7), y esto por el hecho de que la válvula de alta presión (5, 6) de forma cíclica abre con una definida fuerza (8), ejercida sobre el elemento de compensación (3, 4), y cierra con una definida fuerza (9) que, en cada caso, es mayor que una fuerza media (53) y es ligeramente más reducida que o bien igual a una fuerza máxima (4), que actúa sobre el elemento de compensación (3, 4).

5. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones anteriormente indicadas y caracterizado porque sobre la válvula selectora de gas (7) actúa por lo menos un resorte de válvula (10, 11).

6. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 2) hasta 5) y caracterizado porque la cámara de presión (1, 2) está estanqueizada - por el lado hacia el pistón (12, 13) - con unas juntas de obturación (14, 15, 16, 65, 66), previstas entre el pistón (12, 13) y el cilindro (50, 60).

7. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones anteriormente indicadas y caracterizado porque la válvula de alta presión (5, 6) es una válvula esférica, que actúa en forma de una válvula de retención.

8. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones anteriormente indicadas y caracterizado porque el elemento de compensación es un elemento compensador de holgura.

9. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 4) y caracterizado porque este dispositivo posee por lo menos un resorte de válvula (11), que actúa - en la posición de cierre (17) - sobre la válvula selectora de gas (7) y que se apoya, en la dirección de apertura (18), sobre un elemento de apoyo de resorte (9); a este efecto, el elemento de apoyo de resorte (19) puede ser desplazado en conjunto con el elemento de compensación (4) y, por consiguiente, puede ser ajustado el tensado previo del resorte de válvula (11).

10. Dispositivo conforme a la reivindicación 6) y caracterizado porque el elemento de apoyo de resorte (19) está realizado como una misma pieza con el pistón (13) del elemento de compensación (4).

11. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones anteriormente indicadas y caracterizado porque la válvula selectora de gas (7) es accionada por medio de un elemento actuador electromagnético (20), que posee un imán de apertura (21) y un imán de cierre (22), entre cuyas superficies polares está dispuesto un inducido (23), que puede ser desplazado de forma coaxial a la válvula selectora de gas (7) y el cual actúa sobre un vástago de válvula (24); así como con un mecanismo de resorte, que posee un resorte de válvula pretensado (10), que actúa en la dirección de apertura (18), como asimismo posee un resorte de válvula pretensado (11), que es efectivo en la dirección de cierre (17).