Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Ventilsteuerung zur variablen Betätigung eines in Schließrichtung federkraftbeaufschlagten Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine, aufweisend eine gaswechselventilferne Antriebsseite mit einer hydraulischen ersten Kammer und eine gaswechselventilnahe Abtriebsseite mit einer hydraulischen zweiten Kammer, die über einen Hauptstrompfad und einen Nebenstrompfad hydraulisch mit der ersten Kammer kommuniziert, und aufweisend ein ortsfest im Nebenstrompfad eingesetztes Drosselventil mit einem hubbeweglich zwischen einer ortsfest seitens der ersten Kammer verlaufenden ersten Anschlagfläche und einer ortsfest seitens der zweiten Kammer verlaufenden zweiten Anschlagfläche angeordneten Ventilkörper, der bei Anlage an der zweiten Anschlagfläche einen von der ersten Anschlagfläche begrenzten Zuflussquerschnitt freigibt und einen von der zweiten Anschlagfläche begrenzten Durchflussquerschnitt nur teilweise verdeckt, so dass das Hydraulikmittel weitgehend ungedrosselt in die zweite Kammer einströmen kann, und der bei Anlage an der ersten Anschlagfläche den von dieser begrenzten Zuflussquerschnitt bis auf einen Drosselquerschnitt verschließt.
Bei elektrohydraulischen Ventilsteuerungen kommen zur Erzeugung akustisch und mechanisch akzeptabler Aufsetzgeschwindigkeiten der Gaswechselventile in der Regel sogenannte hydraulische Ventilbremsen zum Einsatz. Diese basieren auf dem Prinzip, dass in der finalen Schließphase des durch Federkraft beaufschlagten Gaswechselventils das aus der Nehmerkammer zu verdrängende Hydraulikmittelvolumen nur noch vergleichsweise langsam über einen definierten Drosselquerschnitt in Richtung der Geberkammer entweichen kann. Dementsprechend wird das Gaswechselventil kurz vor Erreichen des Ventilsitzes auf eine vergleichsweise kleine Aufsetzgeschwindigkeit abgebremst.
Während hydraulische Ventilbremsen in diversen konstruktiven Ausgestaltungen im Stand der Technik bekannt sind, geht ein als hydraulische Ventilbremse dienendes Drosselventil der eingangs genannten Art aus der als gattungsbildend betrachteten
Obwohl die Drosselcharakteristik einer kleinen und insbesondere kurzen Bohrung einer Blende mit idealerweise viskositätsunabhängiger Drosselung recht nahe kommt, besteht aufgrund des kleinen Drosselquerschnitts stets das erhöhte Risiko eines Zusetzens oder Verstopfens der Bohrung mit Schmutzpartikeln im Hydraulikmittel und dementsprechend eines Ausfalls der hydraulischen Ventilbremsfunktion.
Die zu der Bohrung alternativ vorgesehene Einformung auf der Plattenoberfläche weist den Nachteil auf, dass die Platte stets mit der richtigen Orientierung, d.h. mit der Einformung gegenüberliegend zur geberkammerseitigen Anschlagfläche, montiert werden muss, da die gegenüberliegende Oberfläche der Platte mit deutlich größeren Einformungen, die den Durchflussquerschnitt zur Nehmerkammer bilden, versehen ist. Folglich wäre die hydraulische Ventilbremsfunktion bei einer Fehlmontage der Platte ebenfalls nicht gegeben.
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrohydraulische Ventilsteuerung der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die genannten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind. Demnach soll einerseits die Funktion des Drosselventils als hydraulische Ventilbremse innerhalb der für Brennkraftmaschinen üblichen Lebensdauererwartung zuverlässig eingehalten werden können und andererseits die Herstellung des Drosselventils unter Großserienbedingungen kostengünstig und hinsichtlich einer Fehlmontage des Ventilkörpers robust sein.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. Demnach soll der Drosselquerschnitt durch eine oder mehrere sickenartige Einformungen in der geberkammerseitigen Anschlagfläche gebildet sein. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, den Drosselquerschnitt nicht im Ventilkörper selbst, sondern auf der geberkammerseitigen Anschlagfläche, d.h. auf der ersten Anschlagfläche seitens der ersten Kammer in Form der sickenartigen, d.h. zurückspringenden Einformungen anzuordnen.
Ein wesentlicher Vorteil gegenüber der aus dem zitierten Stand der Technik bekannten Bohrung in der Platte besteht in der deutlich geringeren Empfindlichkeit der Einformungen hinsichtlich eines Zusetzens oder Verstopfens mit Schmutzpartikeln, da die Einformungen auch bei Anlage des Ventilkörpers an der nehmerkammerseitigen zweiten Anschlagfläche, d.h. bei freigegebenem Zuflussquerschnitt durch das dann in die Nehmerkammer, d.h. in die zweite Kammer eintretende Hydraulikmittel strömungsbeaufschlagt sind. Folglich können Schmutzpartikel, die sich eventuell während der finalen Schließphase des Gaswechselventils in den Einformungen ablagern, während der darauf folgenden Öffnungsphase des Gaswechselventils wieder aus den Einformungen ausgespült werden.
Der in der geberkammerseitigen Anschlagfläche gebildete Drosselquerschnitt weist gegenüber der bekannten Platte mit Drosselquerschnitt auf deren Oberfläche vor allem den Vorteil auf, dass der Ventilkörper symmetrisch und im Falle einer Platte mit identischen Oberflächen ausgebildet und folglich mit beliebiger Orientierung montiert werden kann. Dabei ist die Geometrie des Ventilkörpers in weiten Grenzen frei wählbar, so dass anstelle der bekannten Platte beispielsweise auch eine Kugel oder ein kegelförmiger Ventilkörper einsetzbar ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Einformungen einen im wesentlichen kreissegmentförmigen Querschnitt mit einer Tiefe von 0,03 mm bis 0,09 mm und vorzugsweise von 0,05 mm bis 0,07 mm aufweisen. Im Hinblick auf hohe Werkzeugstandzeiten ist diese Gestaltung der Einformungen insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Einformungen spanlos durch Prägen hergestellt sind.
Außerdem soll das Drosselventil als den Ventilkörper und ein Ventilgehäuse mit den darin verlaufenden Anschlagflächen umfassende Baueinheit ausgebildet sein. Wie es auch an einem später erläuterten Ausführungsbeispiel der Erfindung deutlich wird, kann es erforderlich sein, das Drosselventil als Hochpräzisionsteil separat zu einer gaswechselventilseitigen Nehmereinheit zu fertigen und als Baueinheit in die Brennkraftmaschine zu montieren. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Ventilgehäuse zweiteilig mit einem Ventilträger und einer Buchse ausgebildet, wobei die Buchse in einer nehmerkammerseitigen hohlzylindrischen Ausnehmung des Ventilträgers eingesetzt ist. Dabei sind die geberkammerseitige Anschlagfläche durch einen Boden der Ausnehmung und die nehmerkammerseitige Anschlagfläche durch eine dem Boden zugewandte Ringstirnfläche der Buchse gebildet.
Ferner soll die Buchse zur axialen Lagefixierung im Ventilgehäuse mit einem Bund, der an einer der Nehmerkammer zugewandten Stirnfläche des Ventilträgers anliegt, versehen sein.
Ein ausreichender Durchflussquerschnitt für das in die Nehmerkammer einströmende Hydraulikmittel kann fertigungstechnisch besonders einfach dadurch erzeugt werden, wenn der Ventilkörper als ebene Platte ausgebildet ist und bei Anlage an der Ringstirnfläche der Buchse den von der Ringstirnfläche begrenzten Durchflussquerschnitt nur teilweise verdeckt. Mit anderen Worten können einerseits die Platte als einfaches Stanzteil und andererseits die Ringstirnfläche der Buchse vollständig eben ausgeführt sein, so dass trotz der Dichtwirkung im Kontaktbereich dieser beiden Teile der für ein schnelles Befüllen der Nehmerkammer erforderliche Durchflussquerschnitt verbleibt. Dabei entspricht eine bevorzugte Form der Platte im wesentlichen einem Rechteck mit sich gegenüberliegend daran anschließenden Kreissegmenten.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:
In
Die bekanntermaßen auf der gaswechselventilnahen Abtriebsseite der Ventilsteuerung 1 befindliche Nehmerkammer 15 ist über einen Hauptstrompfad 17 in Form von Bohrungen 18 im Nehmergehäuse 5 sowie über einen Nebenstrompfad 19 in Form des Drosselventils 16 und einer zur Aufnahmebohrung 4 exzentrischen Ausnehmung 20 im Aktuatorgehäuse 3 an eine auf der gaswechselventilfernen Antriebsseite der Ventilsteuerung 1 verlaufende Geberkammer 21 angeschlossen. Diese ist hier nur in Form einer Zulaufbohrung 22 im Aktuatorgehäuse 3 und einer Ringkammer 23 zwischen dem Aktuatorgehäuse 3 und dem Nehmergehäuse 5 sichtbar.
Das im Nebenstrompfad ortsfest eingesetzte Drosselventil 16 dient als hydraulische Ventilbremse, indem es das Gaswechselventil 2 in dessen finaler Schließphase, d.h. kurz vor Erreichen seiner geschlossenen Stellung auf eine nach akustischen und mechanischen Kriterien vorgegebene Aufsetzgeschwindigkeit abbremst. Die finale Schließphase beginnt zu dem Zeitpunkt, wenn die Bohrungen 18 im Nehmergehäuse 5 gerade durch den zurückkehrenden Nehmerkolben 13 verschlossen werden und folglich das Hydraulikmittel nur noch über das Drosselventil 16 aus der Nehmerkammer 15 entweichen kann.
Gemäß den
In der in
In der in
Die spanlos durch Prägen des Ventilträgers 25 hergestellten Einformungen 40 weisen im Hinblick auf eine hohe Standzeit des Prägewerkzeugs einen im wesentlichen kreissegmentförmigen Querschnitt mit einer Tiefe von lediglich 0,05mm bis 0,07mm auf. In Abhängigkeit der erwünschten Verzögerungscharakteristik des Gaswechselventils 2 kann der den Einformungen 40 entsprechende Drosselquerschnitt abweichend von dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Drosselventils 16 auch durch lediglich eine oder mehr als zwei Einformungen 40 gebildet sein, die ggf. auch einen nicht kreissegmentförmigen Querschnitt und/oder eine von dem angegebenen Bereich deutlich abweichende Tiefe aufweisen.
Liste der Bezugszahlen
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