Ventilsteuervorrichtung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Ventilsteuervorrichtung für Hubkolben-Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1.

[0002] Bei einer durch die JP-A-59-229013 bekannten Vorrichtung dieser Art wird die Bewegung des Ventilkolbens über eine Flüssigkeitssäule auf einen in einer sich an die Gehäusebohrung mit grösserem Durchmesser anschliessenden Führungsbohrung geführten Ventilstössel übertragen, der stirnseitig auf das Gaswechselventil wirkt. Der zwischen Ventilkolben und Ventilstössel eingeschlossene Raum ist einmal über eine Drossel entlastbar und zum anderen über ein Rückschlagventil mit Gas füllbar. Diese Füllung erfolgt dann, wenn der Stössel durch den Ventilkolben angetrieben das Gaswechselventil, zum Beispiel das Einlassventil, in Öffnungsrichtung bewegt. Dieser Vorgang erfolgt somit ungedrosselt, während der Schliessvorgang des Einlassventils dadurch gebremst wird, dass der Führungsstössel das Gas über die Drossel aus dem eingeschlossenen Raum verdrängen muss. Hierbei erfolgt über den gesamten Schliessvorgang des Gaswechselventils eine Drosselung der Schliessbewegung. Dies hat den Nachteil, dass der Schliessvorgang des Gaswechselventils wesentlich verzögert wird und über der Drehzahl erhebliche Reduktionen des das Gaswechselventil durchströmenden Volumens während des Arbeitstaktes auftreten, da mit zunehmender Drehzahl das Produkt aus Öffnungsquerschnitt und Öffnungsdauer abnimmt. Darüber hinaus ist diese Einrichtung durch die Verwendung eines zusätzlichen dicht geführten Führungskolbens sehr-aufwendig, und es muss wiederum ein erhebliches Volumen komprimiert werden, bis der Druck erreicht ist, der das Gaswechselventil in Öffnungsrichtung bewegen kann.

[0003] Vorteile der Erfindung

[0004] Die erfindungsgemässe Ventilsteuervorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass das schädliche Kompressionsvolumen beträchtlich verringert worden ist. Damit kann die Drehzahlgrenze für den Steuereingriff beträchtlich angehoben werden.

[0005] Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 2. Durch diese sehr kleinen Bohrungen oder Bohrungen mit Düse oder Blende, die im Kolbenteil und Führungsteil fluchten, wird eine Ausgasung des Druckmittelvolumens sichergestellt und so weiteres schädliches Kompressionsvolumen abgebaut. Zugleich wird durch kleine, über die Bohrungen austretende Druckmittelmengen eine Schmierung zwischen Ventilnocken und Nockenkolben und damit eine Verringerung der Reibungsverluste erreicht.

[0006] Durch die erfindungsgemässe Massnahme wird beim Absteuervorgang, also beim Aussteuern von Druckmittel aus der Arbeitskammer, und bei dadurch zurückkehrendem Ventilkolben über den mit steigender Überlappung von Vorsprung der Gehäusebohrungswand und Abstufung des Gewindekolbens sich stufenweise und kontinuierlich verengenden Ringspalt der Ringraum zunehmend geschlossen und dadurch nach Ausquetschen des hier vorhandenen DrucKmittels über den Ringspalt ein Druck aufgebaut, der eine Endlagendämpfung des Ventilkolbens und damit eine Endlagendämpfung des frei zurückfallenden Ventils der Brennkraftmaschine bewirkt. Dabei wurde ein zusätzlicher Kolben vermieden, so dass sich eine konstruktiv einfache Lösung mit geringem Bauraumbedarf ergibt. Auch das zu komprimierende Totvolumen wurde sehr gering gehalten. Eine trotz vorgesehener Bewegungsdämpfung hohe Stellgeschwindigkeit des Ventils wird dadurch erreicht, dass die Dämpfung progressiv mit Annäherung an die Endlage des Ventils zunimmt aufgrund des in der Breite abnehmenden Ringspalts.

[0007] Durch die in den Ansprüchen 3-5 angegebene mögliche Ausbildung der zylinderförmigen Axialflanke der Ventilkolben-Abstufung kann eine gewünschte, an den Typ der Brennkraftmaschine angepasste Weg-Zeit-Charakteristik erzielt werden.

[0008] Durch die in Anspruch 6 angegebenen Massnahmen wird beim erneuten Kolbenschub von Nocken- und Ventilkolben der Ringraum ohne Widerstand und ohne Erzeugung von Unterdruck mit Druckmitteln versorgt, das über das Rückschlagventil vom Arbeitsraum zum Ringraum fliesst. Beim Dämpfungsdruckaufbau im Ringraum ist dieser durch das Rückschlagventil zum drucklosen Arbeitsraum hin abgedichtet.

[0009] Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 7, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 8. Durch diese damit erzielte Überwachung der Bewegung des Ventils der Brennkraftmaschine kann der Ventilzeitquerschnitt gemessen und als Steuergrösse für kleinere Regelschleifen herangezogen werden. Die Wegmessung erfolgt induktiv.

[0010] Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 9. Durch die Kompressionsunterstützung beim Öffnen des Sperrventils werden sehr kleine Schaltzeiten erzielt. Die Ausbildung des Magnetventils als Schliesser hat den Vorteil, dass bei Stromausfall das Magnetventil öffnet und wegen der damit verbundenen Drucklosigkeit im Arbeitsraum das Einlassventil der Brennkraftmaschine nicht mehr geöffnet werden kann. Damit gelangt kein Kraftstoffgemisch in den Brennraum, und die Brennkraftmaschine geht aus. Die Magnetkraft des Magnetventils ist so ausgelegt, dass das Magnetventil auch gegen grosse Staudrücke während des Druckmittelabflussvorgangs aus dem Arbeitsraum geschlossen werden kann. Damit wird erreicht, dass während des Nockenanstiegtaktes der Arbeitsraum geschlossen werden kann und somit das Einlassventil der Brennkraftmaschine von vorneherein nur einen Teilweg machen kann.

[0011] Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 10. Hiermit wird ein sehr massearmes Rückschlagventil erhalten, wodurch das schädliche Kompressionsvolumen weiter verringert wird.

[0012] Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ventilsteuervorrichtung für das Einlassventil einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, teilweise in schematisierter Darstellung,

Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung der Einzelheit A in Fig. 1,

Fig. 3 jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel und 4 für die Einzelheit B in Fig. 2.

[0013] Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0014] Die in Fig. 1 teilweise schematisiert dargestellte Ventilsteuervorrichtung für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine weist ein auf einem Ventilgehäuse 10 der Brennkraftmaschine aufgesetztes Gehäuse 11 auf, in welchem eine Gehäusekammer 12 so eingebracht ist, dass sie mit einer zwei koaxiale Ventilschliessfedern 13, 66 aufnehmenden Federkammer 14 im wesentlichen fluchtet. Die Ventilschliessfedern 13, 66 stützen sich einerseits an dem Boden der Federkammer 14 und andererseits an einem mit einem Ventilstössel 15 starr verbundenen Druckstück 16 ab. Der bis in ein Einlassventil 17 der Brennkraftmaschine hineinragende Ventilstössel 15 trägt endseitig ein Ventilglied 18, das mit einem im Ventilgehäuse 10 angeordneten Ventilsitz 19 zusammenwirkt.

[0015] In die Gehäusekammer 12 ist von unten her ein Gehäuseblock 20 eingeschoben, der eine zentrale, axial durchgehende Gehäusebohrung 21 aufweist. In der Gehäusebohrung 21 ist ein mit dem Ventilstössel 15 lose verbundener Ventilkolben 22 und ein darüber angeordneter Kolbenteil 23 eines Nockenkolbens 24 axial verschiebbar. Der Ventilkolben 22 und der Kolbenteil 23 des Nockenkolbens 24 begrenzen einen Arbeitsraum 25, der über eine Ölzuleitung 26 aus einem Vorratsraum 27 oder aus einem Federspeicher 28 mit Überdruckventil 29 mit Öl gefüllt werden kann. Der zweiteilig ausgebildete Nockenkolben 24 weist neben dem Kolbenteil 23 noch einen den Kolbenteil 23 konzentrisch übergreifenden, tassen- oder kappenartig ausgebildeten Führungsteil 30 auf, der in der Gehäusekammer 12, die zusätzlich die Funktion einer Führungskammer übernimmt, axial verschieblich geführt ist. Der Kolbenteil 23 liegt mit seiner dem Arbeitsraum 25 abgekehrten Stirnseite am Boden des tassenartigen Führungsteils 30 an und trägt in diesem Bereich einen Ringflansch 31, an dem eine als zylindrische Schraubenfeder ausgebildete Andruckfeder 32 angreift. Die Andruckfeder 32 umgibt konzentrisch den Kolbenteil 23 und den Arbeitsraum 25 und stützt sich aussen am Gehäuseblock 20 ab. Durch diese Andruckfeder 32 wird der Kolbenteil 23 an den Führungsteil 30 des Nockenkolbens 24 angepresst und dieser an einen Ventilsteuernocken 33, der auf einer Nockenwelle 34 drehfest sitzt. Die Andruckfeder 32 ist so dimensioniert, dass die beschriebene Anlage bei allen Beschleunigungszuständen des Nockenkolbens 24 sicher gewährleistet ist.

[0016] Zentral im Kolbenteil 23 und im Führungsteil 30 des Nockenkolbens 24 sind sehr kleine Bohrungen 35 bzw. 36 oder Bohrungen mit Düsen oder Blenden vorgesehen. Durch diese Bohrungen können evtl. vorkommende Gaseinschlüsse im Öl des Arbeitsraums 25, die im Arbeitsraum 25 nach oben an die Kolbenfläche des Kolbenteils 23 steigen, ausgedrückt werden. Zusätzlich ergibt sich als Nebenwirkung durch geringen Olaustritt eine Schmierung zwischen Ventilsteuernocken 33 und Nockenkolben 24, so dass die Reibungsverluste des Nockentriebs vermindert werden.

[0017] Die Ölzuleitung 26 weist zwei parallele Leitungszweige 37, 38 auf. In dem einen Leitungszweig 37 ist ein Sperrventil angeordnet, das als 2/2-Wege-Magnetventil 39 ausgebildet ist. Im anderen Leitungszweig 38 ist ein als Plättchenventil ausgebildetes Rückschlagventil 40 angeordnet, dessen Sperrichtung vom Arbeitsraum weg gerichtet ist. In einem zwischen den parallelen Leitungszweigen 37, 38 und dem Federspeicher 28 liegenden Abzweigpunkt 41 der Ölzuleitung 26 mündet ein dritter Leitungszweig 42, der über eine Pumpe 43, ein Ölfilter 44 und ein Rückschlagventil 45 mit Öl aus dem Vorratsbehälter 27 versorgt wird. Die Ölzuleitung 26 ist insbesondere in dem Leitungsabschnitt zwischen dem Arbeitsraum 25 und dem Magnetventil 39 sehr kleinvolumig ausgelegt. Der Leitungszweig 38 mit dem am Anfang angeordneten Rückschlagventil 40 ist dagegen relativ grossvolumig und dient als Öl-Beruhigungsraum. Der Federspeicher 28 ist so ausgelegt, dass während des Betriebs nur relativ geringe Ölmengen über das Überdruckventil 29 in einen Rücklaufbehälter 46 und von dort über einen Rücklaufkanal 47 im Gehäuse 11 und im Ventilgehäuse 10 zu dem Vorratsbehälter 27 fliesst. Durch diesen geringen Ölaustausch zwischen Arbeitsraum 25 und Vorratsbehälter 27 bleibt die bei Steuerungsvorgängen zwischen Arbeitsraum 25 und Federspeicher 28 hin- und hergeschobene Ölmenge im wesentlichen konstant, so dass das über die Bohrungen 35, 36 entgaste Ölvolumen eine bessere Steuerqualität aufweist.

[0018] Am Ventilkolben 22 ist eine sog. Ventil-Bremse vorgesehen, die eine Endlagendämpfung des in seinen Ventilsitz 19 frei zurückfallenden Ventilgliedes 18 bei der Ventilschliessbewegung bewirkt. Wie aus der in Fig.2 vergrössert dargestellten Einzelheit A von Ventilkolben 22 und Gehäuseblock 20 ersichtlich ist, weist hierzu der Ventilkolben 22 an seiner den Arbeitsraum 25 begrenzenden Stirnseite eine Abstufung 48 mit einer zur Wand 51 der Gehäusebohrung 21 hin vorspringenden ringförmigen Radialschulter 49 und einer zylinderförmigen Axialflanke 50 auf. Von der Wand 51 der Gehäusebohrung 21 steht ein flanschartiger Ringvorsprung 52 vor, der mit der Radialschulter 49 einen Ringraum 54 begrenzt und dessen radiale Erstreckung derart bemessen ist, dass zwischen der Axialflanke 50 der ringförmigen Abstufung 48 und der zylinderförmigen Ringfläche 53 des Ringvorsprungs 52 ein an dem Ringraum 54 sich in Axialrichtung anschliessender Ringspalt 55 mit axialer Ausdehnung verbleibt. Die zylinderförmige Axialflanke 50 der Abstufung 48 ist in Fig. treppenartig ausgebildet, wobei der Abstand dertreppenartigen Axialflanke 50 von der Ringfläche 53 des Ringvorsprungs 52 zur Stirnseite des Ventilkolbens 22 hin anwächst. Wie Fig. 3 und Fig.4 zeigen, kann die Axialflanke 50 auch abgeschrägt oder konvex gekrümmt sein, wobei die Abschrägung oder die Krümmung mit gewissem axialem Abstand von der Radialschulter 49 der Abstufung 48 beginnt. Auch in diesen beiden Fällen vergrössert sich der Abstand der Axialflanke 50 von der Ringfläche 53 des Ringvorsprungs 52 zunehmend in Richtung Stirnseite des Ventilkolbens, und damit der Ringspalt 55.

[0019] Beim Absteuervorgang, d.h. bei zurückeilendem Ventilkolben 22 wird der Ringraum 54 über den mit steigender Überlappung von Axialflanke 50 der Abstufung 48 und Ringfläche 53 des Ringvorsprungs 52 sich verengenden Ringspalt 55 zunehmend geschlossen und bewirkt dadurch, nachdem das hier über den Ringspalt 55 auszuquetschende Öl immer mehr Druck aufbaut, eine Endlagendämpfung des Ventilkolbens 22 und damit über den mit diesem gekoppelten Ventilstössel 15 eine Endlagendämpfung des Einlassventils 17 der Brennkraftmaschine. Damit beim erneut einsetzenden Bewegungstakt, also bei in der Zeichnung nach unten sich bewegendem Ventilkolben 22, der Ringraum 54 ohne Widerstand und ohne Erzeugung von Unterdruck gut mit Öl versorgt wird, ist im Ventilkolben 22 ein Rückschlagventil 56 integriert. In einer nahe der Stirnseite des Ventilkolbens 22 angeordneten Ventilkammer 57 mündet einerseits ein mittiger oder zentraler Axialkanal 58 und mehrere schräg durch den Ventilkolben 22 bis zum Ringraum 54 verlaufende Kanäle 59, 60. Der im Arbeitsraum 25 mündende Axialkanal 58 trägt an seiner Mündungsstelle in der Ventilkammer 57 einen Ventilsitz 61, auf den eine Kugel 62 durch eine Feder 63 aufgepresst wird. Bei Druckaufbau in dem Arbeitsraum 25 wird die Kugel 62 von dem Ventilsitz 61 abgehoben, und Öl kann aus dem Arbeitsraum 25 über die Kanäle 59, 60 in den Ringraum 54 strömen, so dass letzterer mit Öl versorgt wird. Im Falle des Druckaufbaus im Ringraum 54 dichtet die Kugel 62 den Ventilsitz 61 ab, so dass kein Öl aus dem Ringraum 54 über den Axialkanal 58 in den Arbeitsraum 25 strömen kann und die Endlagendämpfung wie beschrieben wirksam ist.

[0020] Für die stetige Überwachung der Bewegung des Einlassventils 17 ist mit dem Ventilkolben 22 eine Wegmesseinrichtung 64 gekoppelt. Die Wegmesseinrichtung 64 ist in der Federkammer 14 zusammen mit der Ventilschliessfeder 13 untergebracht. Die Wegmesseinrichtung 64 besteht aus einer Messglocke 65 aus nichtmagnetischem Werkstoff, z.B. aus Aluminium oder Titan, und wird von der einen zur Ventilschliessfeder 13 koaxialen Ventilschliessfeder 66 an das Druckstück 16 angelegt. Diese Messglocke 65 taucht bei Bewegung des Ventilstössels 15 in ein Induktionsfeld ein und ändert dieses durch das in ihr erzeugte Wirbelstromfeld. Die Änderung des Induktionsfeldes ist ein Mass für die zurückgelegte Wegstrecke des Ventilstössels 15. Das Induktionsfeld wird von einer Induktionsspule 67 erzeugt, die in einem Aluminiumrohr 68 gefasst ist, das wiederum in der Federkammer 14 gehalten ist. Durch die Überwachung der Bewegung des Einlassventils 17 kann der Zeitquerschnitt des Ventils exakt gemessen und als Steuergrösse für kleinere Regelungsschleifen vorgesehen werden.

[0021] Das in der Ölzuleitung 26 angeordnete 2/2-Wege-Magnetventil 39 ist als Schliesser ausgebildet, d.h., es schliesst bei Magneterregung und öffnet bei Magnetabschaltung. Dies hat den Vorteil, dass bei Stromausfall das Magnetventil 39 geöffnet bleibt und den Öffnungsquerschnitt der Ölzuleitung 26 freigibt. Bei der Hubbewegung des Nokkenkolbens 24 kann damit Öl aus dem Arbeitsraum 25 abfliessen, so dass die Hubbewegung des Nockenkolbens 24 nicht auf den Ventilkolben 22 übertragen wird. Der Ventilkolben 22 behält seine in Fig. 1 dargestellte Ruhelage, und das Einlassventil 17 bleibt trotz Drehung des Nockens 33 stets geschlossen, so dass kein Kraftstoffgemisch in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen kann und diese ausgeht. Das Magnetventil 39 arbeitet mit Kompressionsunterstützung aus dem Arbeitsraum 25. Hierzu ist der das Ventilglied bildende Ventilschaft 69 gestuft ausgebildet, so dass der Druck aus dem Arbeitsraum 25 auf die Ringschulter des gestuften Ventilschaftes 69 wirkt und diesen bei Abschalten der Magneterregung in Richtung Öffnen schleudert. Der Magnet des Magnetventils 39 ist so ausgelegt, dass das Magnetventil 39 auch gegen grosse Staudrücke während Abflussvorgängen aus dem Arbeitsraum geschlossen werden kann. Damit wird erreicht, dass auch während des Nockenanstiegtaktes der Arbeitsraum 25 geschlossen werden kann.

[0022] Die Wirkungsweise der beschriebenen Ventilsteuervorrichtung ist bekannt und beispielsweise auch in der DE-OS 31 35 650 ausführlich beschrieben. Zusammenfassend sei lediglich erwähnt, dass bei Drehung des Nockens 33 der Nockenkolben 24 sich in Fig. 1 nach unten bewegt. Während dieser Phase ist das Magnetventil 39 erregt und der ölgefüllte Arbeitsraum 25 hermetisch abgeschlossen. Die Hubbewegung des Nockenkolbens 24 wird über das im Arbeitsraum 25 vorhandene Ölpolster auf dem Ventilkolben 22 übertragen, der damit ebenfalls verschoben wird und über den Ventitstösse) 15 das Ventilglied 18 des Einlassventils 17 zum Ventilsitz 19 abhebt. Das Kraftstoffgemisch kann nunmehr über einen Einlass 70 in eine nicht dargestellte Brennkammer der Brennkraftmaschine einströmen. Entsprechend dem gewünschten Zeitquerschnitt des Einlassventils 17 kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt - auch während der Hubbewegung des Nockenkolbens 24 in Fig.1 nach unten - der Schliessvorgang des Einlassventils 17 durch Abschalten des Magnetventils 39 eingeleitet werden. Mit Abschalten des Erregerstroms öffnet das Magnetventil 39, und unter der Wirkung der Ventilschliessfeder 13 kann sich der Ventilkolben 22 unter Ausschieben von Öl aus dem Arbeitsraum 25 über das geöffnete Magnetventil 39 in den Federspeicher 28 nach oben bewegen. Kurz bevor der Ventilkolben 22 seine Endlage an dem Ringvorsprung 52 erreicht, setzt die beschriebene Endlagendämpfung ein, so dass das Ventilglied 18 gedämpft und nicht schlagartig auf dem Ventilsitz 19 aufsetzt. Hat sich nach entsprechender Drehung des Ventilsteuernockens 33 der Nockenkolben 24 wieder in seine in Fig. dargestellte Grundstellung zurückbewegt, so strömt nunmehr das Öl aus dem Federspeicher 28 über das geöffnete Magnetventil 39 oder bei geschlossenem Magnetventil 39 über das Rückschlagventil 40 in den Arbeitsraum 25. Ölverluste werden aus dem Vorratsbehälter 27 über die Pumpe 43 und das Rückschlagventil 45 ausgeglichen.

Ansprüche

1. Ventilsteuervorrichtung für Hubkolben-Brennkraftmaschinen mit einem auf einen Ventilstössel entgegen einer Ventilschliessfeder einwirkenden, in einem ersten Teil einer Gehäusebohrung (21) axial verschiebbaren Ventilkolben (22), mit einem mittels einer Andruckfeder (32) an einem Ventilsteuernocken (33) angelegten, in einem zweiten Teil der Gehäusebohrung (21) axial verschiebbaren Nockenkolben (23) und mit einem vom Ventilkolben (22) einerseits und vom Nockenkolben (23) andererseits begrenzten Arbeitsraum (25), der mit einem die Hubbewegung des Nokkenkolbens auf den Ventilkolben übertragenden Druckmittel füllbar ist, welcher Nockenkolben (23) durch eine sich am Gehäuse abstützende, den Nockenkolben (23) ausserhalb des Arbeitsraumes (25) umgebende Andruckfeder (32) in Anlage an einen den Nockenkolben übergreifenden, tassenartigen Führungsteil (30) gehalten wird, der in einer zur Gehäusebohrung (21) koaxialen zylindrischen Führungskammer (12) axial verschiebbar geführt zwischen Nockenkolben (23) und Nocken (33) angeordnet ist und mit einer ein Sperrventil aufweisenden Druckmittelzuleitung zum Arbeitsraum, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (22) an seiner den Arbeitsraum (25) begrenzenden Stirnseite eine Abstufung (48) in Form einer an die Wand (51) der Gehäusebohrung (21) angrenzenden ringförmigen Radialschulter (49) hat, die in eine zunächst zylinderförmige Axialflanke (50) übergeht, welche einen daran anschliessenden in Richtung Arbeitsraum verlaufenden Übergangsbereich aufweist und dass von der Gehäusebohrungswand (51) ein flanschartiger mit zur Achse der Bohrung weisender Ringfläche (53) versehener Ringvorsprung (52) vorsteht, der einerseits mit der Radialschulter (49) einen Ringbaum (54) begrenzt und andererseits zwischen seiner Ringfläche (53) und der Axialflanke (50) einen Ringspalt (55) bildet, der sich in axialer Erstreckung unmittelbar an den Ringraum (54) anschliesst und in Richtung Kolbenstirnseite einen zunehmenden Abstand zwischen Axialflanke (50) und Ringfläche (53) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Nockenkolben (24) eine zentrale, den Nockenkolben (24) durchstossende Drosselbohrung (35, 36) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialflanke (50) der Ventilkolben-Abstufung (48) nach innen, vom Ringvorsprung (52) der Gehäusebohrungswand (51) weg gerichtet, treppenartig zurücktritt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialflanke (50) mit einem axialen Abstand von der ringförmigen Radialschulter (49) der Ventilkolben-Abstufung (48) unter einem spitzen Winkel zur Kolbenachse hin gerichtet zur Kolbenstirnseite verläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialflanke (50) mit einem axialen Abstand von der ringförmigen Radialschulter (49) der Ventilkolben-Abstufung (48) zur Kolbenstirnseite hin konvex gekrümmt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, gekennzeichnet durch ein im Ventilkolben (22) integriertes Rückschlagventil (56), das zwischen einem mittigen, im Arbeitsraum (25) mündenden Axialkanal (58) einerseits und im Ringraum (54) mündenden Kanälen (59, 60) andererseits angeordnet ist und dessen Sperrichtung vom Ringraum (54) zum Arbeitsraum (25) hin gerichtet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch eine mit dem Ventilkolben (22) gekoppelte Wegmesseinrichtung (64), die in einer die Ventilschliessfeder (13) aufnehmenden Federkammer (14) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmesseinrichtung (64) eine mit dem Ventilstössel (15) verbundene Messglocke (65) und eine dazu konzentrisch in der Federkammer (14) gehaltene Induktionsspule (67) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil als ein mit Kompressionsdruckunterstützung arbeitendes 2/2-Wege-Magnetventil (39) ausgebildet ist, das vorzugsweise in seiner Ruhestellung den Öffnungsquerschnitt der Druckmittel-Zuleitung (26) freigibt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, mit einem das Sperrventil überbrückenden Bypass und einem darin angeordneten Rückschlagventil mit vom Arbeitsraum (25) weg gerichteter Sperrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (40) als massearmes Plättchenventil ausgebildet ist.

Claims

1. Valve control system for reciprocating-piston internal-combustion engines having a valve piston (22) influencing a valve tappet counter to a valve closure spring and slidable axially in a first part of a housing bore (21), having a cam piston (23) applied by a contact pressure spring (32) to a valve control cam (33) and slidable axially in a second part of the housing bore (21), and having a chamber (25) delimited by the valve piston (22) on the one hand and by the cam piston (23) on the other hand, which chamber can be filled with a pressurized medium transmitting the stroke movement of the cam piston to the valve piston, which cam piston (23) is maintained by a contact pressure spring (32) braced against the housing and surrouding the cam piston (23) outside the chamber (25) in abutment with a cuplike guide part (30) overlapping the cam piston and arranged guided axially slidably between cam piston (23) and cam (33) in a cylindrical guide chamber (12) coaxial with the housing bore (21) and having a pressurized medium feed pipe to the chamber exhibiting a shut-off valve, characterized in that the valve piston (22) has on its end face delimiting the chamber (25) a gradation (48) in the form of an the annular radial shoulder (49) adjoining the wall (51) of the housing bore (21), which merges into an initially cylindrical axial flank (50) which exhibits a transition region adjoining the latter and extending towards the chamber, and that a flangelike annular projection (52) provided with an annular surface (53) facing the axis of the bore protrudes from the housing bore wall (51), which delimits an annular space (54) with the radial shoulder (49) on the one hand and forms between its annular surface (53) and the axial flank (50) on the other hand an annular gap (55) which directly adjoins the annular space (54) in axial extent and forms an increasing distance between axial flank (5) and annular surface (53) towards the piston end face.

2. System according to Claim 1, characterized in a central throttle bore (35 36) penetrating the cam piston (24) is provided in the cam piston (24).

3. System according to Claim 1, characterized in that the axial flank (50) of the valve piston gradation (48) recedes inwards in stair fashion facing away from the annular projection (52) of the housing bore wall (51).

4. System according to Claim 1, characterized in that the axial flank (50) is oriented at an axial distance from the annular radial shoulder (49) of the valve piston gradation (48) directed at an acute angle to the piston axis towards the piston end face.

5. System according to Claim 1, characterized in that the axial flank (50) is curved convexly towards the piston end face with an axial distance from the annular radial shoulder (49) of the valve piston gradation (48).

6. System according to any of Claims 1-5, characterized by a nonreturn valve (56) integrated in the valve piston (22) which is arranged between a centric axial duct (58) opening out into the chamber (25) on the one hand and ducts (59, 60) opening out into the annular space (54) on the other hand, and the shut-off direction of which faces from the annular space (54) to the chamber (25).

7. System according to any of Claims 1-6, characterized by an odometer device (64) coupled to the valve piston (22), which is arranged in a spring chamber (14) housing the valve closure spring (13).

8. System according to Claim 7, characterized in that the odometer device (64) exhibits a measuring bell (65) connected to the valve tappet (15) and an induction coil (67) retained concentrically thereto in the spring chamber (14).

9. System according to any of Claims 1-8, characterized in that the shut-off valve is constructed as a 2/2-way solenoid valve (39) operating with compression pressure assistance, which preferably clears the aperture cross-section of the pressurized medium feed pipe (26) in its rest position.

10. System according to any of Claims 1-9, having a bypass bridging the shut.0ff valve and having a nonreturn valve arranged therein with shut-off device facing away from the chamber (25), characterized in that the nonreturn valve (40) is constructed as a plate valve of small mass.

Revendications

1. Dispositif de commande de soupape pour des moteurs à combustion interne à déplacement de piston, avec un piston de soupape (22), mobile axialement dans une première partie d'un alésage de carter (21) et agissant sur une tige de piston, contre un ressort de fermeture de soupape, avec un piston de came (23), mobile axialement dans une deuxième partie de l'alésage de carter (33) et appuyé sur une came de commande de soupape (33), au moyen d'un ressort de pression et avec un espace de travail (25) qui est délimité d'un côté par le piston de soupape (2) et de l'autre côté par le piston de came (23) et qui peut être rempli d'un fluide de pression transmettant le mouvement de course du piston de came, sur le piston de soupape, ce piston de came (23) étant maintenu sur une pièce de guidage (30), en genre de tasse, recouvrant le piston de came, par le ressort de pression (32), s'appuyant sur le carter, entourant le piston de came (23), à l'extérieur de l'espace de travail (25), la pièce de guidage (30) étant disposée entre le piston de came (23) et la came (33) et guidée de manière mobile axialement dans une chambre de guidage (12) cylindrique coaxiale à l'alésage de carter (21) et ayant une conduite d'amenée de fluide à pression, possédant une soupape de barrage et allant vers l'espace de travail, caractérisé en ce que sur son côté frontal délimitant l'espace de travail (25), le piston de soupape (22) possède un étagement (48), sous la forme d'un épaulement radial (49), en forme d'anneau, contigu à la paroi (51) de l'alésage de carter (21), qui se transforme en un flanc axial (50) d'abord de forme cylindrique, possédant une zone de transition se développant en se raccordant à celle-ci, en direction de l'espace de travail, en ce qu'une saillie annulaire (52) en forme de bride, avec une surface annulaire (53) tournée vers l'axe de l'alésage est prévue et fait directement saillie de la paroi d'alésage de carter (51), cette saillie annulaire (52) délimitant d'un côté, avec l'épaulement radial (49), un espace annulaire (54) et de l'autre côté entre sa surface annulaire (53) et le flanc axial (50), une fente annulaire (55) qui, dans son étendue axiale, se raccorde directement à l'espace annulaire (54) et forme un écartement croissant en direction du côté frontal de piston, entre flanc axial et surface annulaire (53).

2. Dispositif de commande de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un alésage d'étranglement (35, 36) central, passant à travers le piston de came (24) est prévu dans le piston de came (24).

3. Dispositif de commande de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flanc axial (50) de l'étagement (48) de piston de soupape revient en arrière en forme d'escalier, vers l'intérieur, en étant orienté en s'éloignant de la saillie annulaire (52) de la paroi d'alésage de carter (51).

4. Dispositif de commande de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flanc axial (50) se développe vers le côté frontal du piston, avec un écartement axial vis-à-vis de l'épaulement radial (49) de forme annulaire de l'étagement (48) de piston de soupape et est orienté en faisant un angle aigu, par rapport à l'axe de piston.

5. Dispositif de commande de soupape selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flanc axial (50) est courbé de manière convexe en allant vers le côté frontal du piston avec un écartement axial, vis-à-vis de l'épaulement radial (49) de l'étagement (48) de piston de soupape.

6. Dispositif de commande de soupape selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une soupape anti-retour (56) intégrée dans le piston de soupape (22), est disposée entre d'un côté, un canal axial (58), médian, débouchant dans l'espace de travail et d'un autre côté, des canaux (59, 60) débouchant dans l'espace annulaire (54) et dont la direction de barrage est orientée, en allant de l'espace annulaire (54), vers l'espace de travail (25).

7. Dispositif de commande de soupape selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par un dispositif de mesure de la course (64), accouplé au piston de soupape (22), qui est disposé dans une chambre à ressort (14) logeant le ressort de fermeture de soupape (13).

8. Dispositif de commande de soupape selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de course (64) possède une cloche de mesure (65) et une bobine d'induction (67) qui est maintenu à cet effet, concentriquement dans la chambre à ressort (14).

9. Dispositif de commande de soupape selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la soupape de barrage est réalisée en une soupape magnétique (39), à 2/2 voies, travaillant en assistance de la pression de compression, qui libère avantageusement la section d'ouverture de la conduite d'amenée de fluide sous pression, lorsqu'elle est dans sa position de repos.

10. Dispositif de commande de soupape selon l'une des revendications 1 à 9, avec une dérivation court-circuitant la soupape de barrage et une soupape anti-retour qui est disposée à l'intérieur, pos- sèdant un sens d'obturation orienté en s'éloignant de l'espace de travail (25), caractérisé en ce que la soupape anti-retour (40) est réalisée en soupape à plaquette à faible masse.

Zeichnung