DE19544527A1 - Ventilsteuervorrichtung für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuervorrichtung für Verbrennungsmotoren, die einen Ventilfeststellmechanismus für das kontinuierliche Feststellen eines Ansaug- oder Auslaßventils aufweisen.

Eine herkömmliche Ventilsteuervorrichtung für Verbrennungsmotoren dieser Art ist beispielsweise in der Japanischen Patentveröffentlichung (KOKOKU) Nr. 5-36605 beschrieben. Diese herkömmliche Vorrichtung hat: einen Ventilstößel, der mit einem Ansaug- oder Auslaßventil für das Öffnen und Schließen eines Ansaug-(Auslaß-)-Loches verbunden ist, welches in eine Verbrennungskammer eines Motores hinein öffnet; einen auf einer Nockenwelle versehenen Nocken; und einen Ventilfeststellmechanismus, der zwischen dem Nocken und dem Ventilstößel vorgesehen ist und das Ansaug- und Auslaßventil im geschlossenen Zustand halten kann. Dieser Ventilfeststellmechanismus schließt folgendes ein: einen in einem Zylinderkopf versehenen und in Axialrichtung des Ansaug- oder Auslaßventils verschiebbaren Körper; ein im Körper gebildetes und zur Mittelachse eines Stößels rechtwinkliges Körperloch; und einen Plungerkolben mit einem sich in Richtung der Mittelachse des Körperloches und des Stößels erstreckenden Stößeleinlaß- und -auslaßloch. Für diesen Ventilfeststellmechanismus gilt: Wenn der Öldruck auf den Plungerkolben ausgeübt wird, kommt der Stößel mit dem Plungerkolbeneinlaß- und -auslaßloch in Eingriff, so daß sich der Plungerkolben und der Stößel relativ zueinander bewegen können; daher wird, selbst wenn der Nocken gedreht wird, das Drehmoment nicht auf den Stößel übertragen, so daß das Ansaug- und Auslaßventil in dem geschlossenen Zustand gehalten werden. Wenn kein Öldruck auf den Plungerkolben ausgeübt wird, tritt der Plungerkolben mit dem Stößel in Eingriff und werden der Plungerkolben und der Stößel als ein Körper bewegt. Daher wird das Ansaug- und Auslaßventil mit der Drehung des Nocken geöffnet oder geschlossen.

Die oben erwähnte herkömmliche Vorrichtung hat die folgenden Nachteile:
Der mit dem Stößeleinlaß- und -auslaßloch in Eingriff stehende Stößel des Plungerkolbens wird durch Zuführen von Öldruck in den einen Endabschnitt des Plungerkolbens und durch Verschieben des Plungerkolbens derart, daß die Mittelachse des Stößels geschnitten wird. Jedoch wird der Zeitpunkt dieser Verschiebung nicht berücksichtigt. Demgemäß wird die Funktion der Getriebesteuervorrichtung nicht beeinträchtigt. Jedoch kann der Eingriff des Stößels in das Stößeleinlaß- und -auslaßloch des Plungerkolbens verzögert durchgeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Stößel mit dem weiteren Abschnitt derart kollidieren, daß Geräusche erzeugt werden können. Um ferner einer derartigen Kollision standzuhalten, müssen die Materialien des Plungerkolbens und des Stößels Materialien von großer Beständigkeit sein, so daß diese teuer sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Ventilsteuervorrichtung für Verbrennungsmotoren zu schaffen, welche die vorhergehenden Nachteile beseitigt.

Um diese Aufgabe zu lösen ist eine Ventilsteuervorrichtung für Verbrennungsmotoren geschaffen worden, mit: einem Stößel, der mit einem Ansaug- oder Auslaßventil verbunden ist, das ein Ansaugloch oder Auslaßloch in einer Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors öffnet oder schließt; einer Anpresseinrichtung, die den Stößel derart anpreßt, daß das Ansaug- oder Auslaßventil schließt; einem an einer Nockenwelle vorgesehenen Nocken; und einem Ventilfeststellmechanismus, der zwischen dem Nocken und dem Stößel vorgesehen ist; wobei der Ventilfeststellmechanismus folgendes aufweist: ein bewegbares Element, das in Axialrichtung des Ansaug- oder Auslaßventils in dem in einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors ausgebildetem Loch bewegbar ist und mit dem Nocken in Berührung steht; eine Einrichtung zur Regulierung einer Relativbewegung, die sich derart bewegt, daß sie die Mittelachse des Stößels überquert, so daß das bewegbare Element und der Stößel außer oder in Eingriff stehen, und die die Relativbewegung zwischen dem bewegbaren Element und dem Stößel verhindert oder gestattet;
eine Öldruckzufuhr- und -entspannungseinrichtung, die den Öldruck zu der Relativbewegungs-Reguliereinrichtung zuführt oder von dort aus entspannt, so daß die Relativbewegungs- Reguliereinrichtung bewegt wird; eine Ventileinrichtung, die verhindert, daß der Öldruck zu der Relativbewegungs- Reguliereinrichtung zugeführt wird, während sich das bewegbare Element relativ zum Stößel nach unten bewegt.

In der vorhergehend erwähnten Ventilsteuervorrichtung verhindert die Ventileinrichtung, daß Öl zugeführt wird, wenn das bewegbare Element und der Stößel in Eingriff treten können. Wenn sich das bewegbare Element und der Stößel in einer Relativposition befinden, in der sie nicht miteinander in Eingriff treten können, ermöglicht die Ventileinrichtung, daß Öl zu der Relativbewegungseinrichtung zugeführt wird, so daß die Relativbewegungs-Reguliereinrichtung derart angepreßt wird, daß die Mittelachse des Stößels geschnitten bzw. überlagert wird. Wenn sich das bewegbare Element und der Stößel in der Relativposition befinden, in der sie miteinander in Eingriff treten können, kreuzt bzw. überlagert die Relativbewegungs-Reguliereinrichtung den Stößel aufgrund des Öldruckes derart, daß die Relativbewegung zwischen dem bewegbaren Element und dem Stößel verhindert ist. Demgemäß kann diese Regulierung zum passenden Zeitpunkt durchgeführt werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht der Ventilsteuerungsvorrichtung (im Betriebsmodus des Ansaug- und Auslaßventils) für Verbrennungsmotoren eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht in dem Zustandes, bei dem sich das bewegbare Element in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung in der Aufwärtsbewegung befindet;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht an der Linie A-A aus Fig. 1;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Ventilsteuerungsvorrichtung (im Ruhemodus des Ansaug- oder Auslaßventils) für Verbrennungsmotoren des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht an der Linie B-B aus Fig. 4.

Bevorzugtes Ausführungsbeispiel

Die Ventilsteuerungsvorrichtung 10 eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 oder Fig. 4 erklärt. Fig. 1 oder Fig. 4 zeigen die Ventilsteuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor im Betriebsmodus (Öffnungs- und Schließmodus) des Ansaug- oder Auslaßventils. Fig. 5 oder Fig. 6 zeigen die Ventilsteuerungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor im Ruhemodus (Feststellmodus) des Ansaug- oder Auslaßventils.

Die in Fig. 1 gezeigte Ventilsteuerungsvorrichtung 10 für einen Verbrennungsmotor hat: einen an einer Nockenwelle 11 vorgesehenen Nocken 12; einen Ventilstößel (Stößel) 14, der mit einem Ansaug- oder Auslaßventil 13 verbunden ist, das ein in die Motorverbrennungskammer öffnendes Ansaugloch oder ein Auslaßloch 70 durch Berühren von einer auf einem Zylinderkopf 15 eines Verbrennungsmotors gebildeten Streifenoberfläche 71 öffnet oder durch Separieren schließt; eine Ventilfeder (eine erste Feder) 17, deren Ende mit einem Halter 19 in Eingriff steht, der über einen konischen Keil 18 an dem Außenumfang des Ventilstößels 14 befestigt ist und der den Ventilstößel in Schließrichtung eines Ansaug- oder Auslaßventils 13 anpreßt; und einen zwischen dem Nocken 12 und dem Ventilstößel 14 vorgesehenen Ventilfeststellmechanismus 20. Der Ventilstößel 14 ist aus wärmefestem Material (z. B. wärmefester Stahl) angefertigt.

Im Ventilfeststellmechanismus 20 ist ein Zylinderloch 15a in dem Zylinderkopf 15 des Motors so ausgebildet, daß es sich in Axialrichtung des Ansaug- oder Auslaßventils 13 erstreckt; in diesem Zylinderkopfloch 15a ist ein Außenkörper 21 in Form eines mit einem Boden versehenen Zylinders verschiebbar angeordnet; an der Oberfläche des Außenkörpers 21 ist eine Außen-Paßscheibe 22 mit einer Eingriffsoberfläche für den Nocken 12 vorgesehen. Diese Außen-Paßscheibe 22 stellt den Abstand zwischen dem Basiskreis des Nocken 12 und dem Ventilfeststellmechanismus 20 ein, wobei der Außendurchmesser dieser Außen-Paßscheibe 22 etwas geringer als der Innendurchmesser des an der oberen Fläche des Außenkörpers 21 gebildeten zylindrischen Abschnittes ist. Es ist möglich, die Außen-Paßscheibe 22 in das Zylinderloch 15a einzusetzen, ohne den zylindrischen Abschnitt an der oberen Fläche des Außenkörpers 21 vorzusehen. In diesem Falle kann der Außendurchmesser der Außen-Paßscheibe 22 etwas geringer als der Durchmesser des Zylinderloches 15a sein.

Im Innenraum 23 des Außenkörpers 21 sind zwei oben und unten aufgeteilte Innenkörper 24 und 25 vorgesehen, so daß sie mit dem Außenkörper 21 als ein Körper bewegbar sind. Zwischen dem unterseitigen Innenkörper 25 und der Basis des Zylinderloches 15a, ist eine Feder 26 (eine vierte Feder) vorgesehen und preßt beide Innenkörper 24 und 25 derart an, daß diese (in Schließrichtung des Ansaug- und Auslaßventils) an dem Außenkörper 21 gepreßt werden. Zwischen der Feder 26 und dem unterseitigen Innenkörper 25 ist ein Federaufnahmesitz 27 vorgesehen. Der oberseitige Innenkörper 24 ist derart gestützt, daß er sich wegen eines Arretierstift 28 nicht drehen kann. An dem unterseitigen Innenkörper 25 ist ein erstes Gleitschieberführungsloch 29 gebildet, dessen Mittelachse der Mittelachse des Ventilstößels 14 entspricht. An dem oberseitigen Innenkörper 24 ist ein zweites Führungsloch 30 ausgebildet, dessen Mittelachse der Mittelachse des Ventilstößels 14 entspricht und dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des ersten Gleitschieberführungsloches 29. Ferner ist zwischen beiden Innenkörpern 24 und 25 ein Körperloch 31 angeordnet, dessen Mittelachse die Mittelachse des Ventilstößels 14 rechtwinklig zwischen den ersten und zweiten Gleitschieberführungslöchern 29 und 30 schneidet. Der vorhergehend erwähnte Außenkörper 21 und die Innenkörper 24 und 25 stellen den erfindungsgemäßen Körper dar. Ferner besteht der vorhergehend erwähnte Innenkörper 24 und Innenkörper 25 aus Einzelelementen, wobei beide Körper mittels eines Paars von Stiften 52 verbunden sind und zwischen diesen Körpern das Körperloch 31 gebildet ist.

Im ersten und zweiten Gleitschieberführungsloch 29 und 30 ist ein Gleitschieber 32 derart bewegbar geführt, daß er dauerhaft mit dem Ventilstößel 14 in Berührung steht, wobei dieser Gleitschieber 32 mittels einer zwischen dem Außenkörper 21 und dem Boden vorgesehenen Feder (einer dritten Feder) in Öffnungsrichtung des Ansaug- oder Auslaßventils angepreßt wird. Die Anpreßkraft dieser Feder 33 ist kleiner als die der Ventilfeder 17 festgelegt.

Der Gleitschieber 32 hat eine Ringnut (Führungsnut für das bewegbare Element) 321, einen Hauptkörper 322 mit H-förmigem Querschnitt, einen Flanschabschnitt 323 und einen Stößelführungsabschnitt 324.

Die Ringnut 321 ist in Radialrichtung des Gleitschiebers 32 offen. Die Ringnut 321 kann mit dem Körperloch 31 überlagert sein und hat eine Öffnungsbreite, die nahezu dem Durchmesser des Körperloches 31 in Axialrichtung entspricht. Der Hauptkörperabschnitt 322 hat nahezu den gleichen Durchmesser wie das erste Gleitschieberführungsloch 29, wobei seine untere Fläche mit dem Endabschnitt des Ventilstößels 14 in Berührung steht. Der Flansch 323 ragt in Radialrichtung des Gleitschiebers 32 derart vor, daß die untere Fläche des Flansches 323 mit der oberen Fläche der Ringnut 32 übereinstimmt. Der Außendurchmesser des Flansches 323 ist nahezu der gleiche wie der des zweiten Gleitschieberführungsloches 30. Die obere Fläche diese Flanschabschnittes 323 ist nach Vorbeschreibung der Aufnahmesitz der Feder. Der Stößelführungsabschnitt 324 ist eine Ringwand, die sich von der unteren Fläche des Hauptkörperabschnittes 322 nach unten erstreckt. Der Innendurchmesser der Stößelführung 324 ist etwas größer als der Durchmesser des Ventilstößels 14, wobei sein Außendurchmesser nahezu der gleiche wie der des ersten Gleitschieberführungsloches 29 ist. Demgemäß gleitet der Ventilstößel 14 gleichmäßig und kann gleichzeitig der Stößelführungsabschnitt 324 in Axialrichtung gleichmäßig gleiten. Der Gleitschieber 32 ist aus verschleißfestem Material (wie etwa karbonisiertem Material) gebildet.

Im vorhergehend erwähnten Körperloch 31 wird eine Scheibe 34 verschiebbar geführt, wobei diese Scheibe 34 nahezu die gleiche Dicke wie die Öffnungsbreite der Ringnut 321 des Gleitschiebers hat, die nämlich der Breite des Körperlochs 31 in Ansaug- oder Auslaßventilrichtung entspricht. In dieser Scheibe 34 ist ein Durchgangsloch ausgebildet, das die Scheibe in Axialrichtung des Ansaug- oder Auslaßventils 13 durchsetzt, wobei der Durchmesser dieses Durchgangsloches 35 in etwa dem Außendurchmesser des Abschnitts großen Durchmessers des Gleitschieberhauptkörpers 322 und des Außendurchmessers des Stößelführungsabschnittes 324 entspricht. Die Scheibe 34 bewegt sich von einer ersten Position (Zustände aus den Fig. 4 und 5), in welcher sich die Scheibe 34 in der in dem Gleitschieber 32 gebildeten Ringnut 321 bewegt, zu einer zweiten Position (Zustand aus der Fig. 1 oder Fig. 3), in der die Scheibe 34 aus der Ringnut 321 heraustritt. Wenn sich die Scheibe 34 gemäß Fig. 5 in der ersten Position befindet, wird die Mittelachse des Durchgangsloches 35 zur Mittelachse des Gleitschiebers 32 verstellt, so daß sich der Gleitschieber 32 sowie der Ventilstößel 14 relativ zu den Innenkörpern 24 und 25 nicht bewegen können. Während sich die Scheibe 34 in der zweiten Position befindet, entspricht die Mittelachse des Durchgangsloches 35 der Mittelachse des Gleitschiebers 32, so daß sich gemäß Fig. 3 der Gleitschieber 32 sowie der Ventilstößel 14 relativ zu den Innenkörpern 24 und 25 bewegen können. Ferner ist der Durchmesser des Flanschabschnittes 323 des Gleitschiebers 32 größer als der Durchmesser des Durchgangsloches 35 der Scheibe 34. Wenn sich demgemäß die Scheibe 34 in der zweiten Position befindet, befindet sich der Flanschabschnitt 323 auf der Scheibe 34. Daher kann die Scheibe 34 gleichmäßig von der zweiten Position zur ersten Position bewegt werden, ohne den Gleitschieber 32 zu beeinträchtigen, und kann gleichzeitig die Position des Gleitschiebers 32 zur Scheibe 34 festgelegt werden. Die Scheibe 34 besteht aus verschleißfestem Material (wie etwa karbonisiertem Material).

Zwischen dem linken Endabschnitt der Scheibe 34 und dem Außenkörper 21 ist eine Öldruckkammer 37 ausgebildet. Durch eine in dem Zylinderkopf gebildete Öldruckleitung 41, eine ringförmige Nut 42 und eine in dem Außenkörper 21 gebildete Leitung 53 wird mittels der Ölzufuhr- und -entspannungseinrichtung 60 Öldruck zur Öldruckkammer 37 geführt. Die Ölzufuhr- und -entspannungseinrichtung 60 hat ein elektromagnetisches Schaltventil 61, eine Ölpumpe 62 und einen Ölbehälter 63. Das elektromagnetische Schaltventil 61 der Öldruckzufuhr- und -entspannungseinrichtung 60 ist mit der nicht gezeigten Steuereinheit elektrisch verbunden, in welche der Betriebszustand des Motors, wie etwa die Drehzahl und die Belastung, eingegeben wird. Das elektromagnetische Schaltventil 61 wird mittels der Steuereinheit auf den Betriebszustand des Motors hin geöffnet oder geschlossen. Somit wird die Zufuhr und die Entspannung des Öldruckes zur Öldruckkammer 37 gesteuert. Die Scheibe 34 kann von der in Fig. 4 und 5 gezeigten zweiten Position zu der in Fig. 1 oder 3 gezeigten ersten Position bewegt werden, und zwar aufgrund des von der Öldruckkammer 37 verursachten Öldruckes. Der Öldruck in der Öldruckkammer 37 kann über eine Leitung 53, ein Loch 37a, eine Nut 42, eine Öldruckleitung 41 und ein elektromagnetisches Schaltventil 61 zu dem Ölbehälter abgelassen werden.

Zwischen der Leitung 53 und der Nut 42 ist ein Ventil 50 vorgesehen, um die Zufuhr des Öldruckes von der Öldruckzufuhr- und -entspannungseinrichtung 60 zu der Ölkammer 37 zu blockieren, während sich der Außenkörper 21 und die Innenkörper 24 und 25 relativ zum Gleitschieber 32 im Abwärtsprozeß befinden. Das Ventil 50 ist in einer im Innenkörper 24 ausgebildeten Bohrung 24a angebracht, wobei das Ventil 50 mittels einer Feder 42 nach links angepreßt wird und ein Vorsprung 50a des Ventils 50 mit einem Verjüngungsabschnitt 51 eines Loches 15a des Zylinderkopfes 15 in Eingriff tritt. Gleichzeitig tritt der Umfangsabschnitt des Vorsprunges 50a des Ventils 50 mit dem Kantenabschnitt eines Loches 37a fluiddicht in Eingriff. In diesem Zustand ist der Durchmesser- oder Druckbereich des Ventils 50, der als Differenz zwischen dem Durchmesser des Loches 37a und dem Durchmesser des Vorsprunges 50a des Ventils 50 definiert ist, klein bemessen. Selbst wenn in diesem Zustand der Öldruck zu dem Loch 37a zugeführt wird, ist die Anpreßkraft der Feder 52 derart stark, daß das Ventil 50 nicht nach rechts bewegt wird. Durch ein nicht gezeigtes Durchgangsloch steht die Bohrung 24a mit dem Gleitschieberführungsloch 30 derart in Verbindung, daß es das austretende Öl entspannen kann.

Andererseits ist zwischen dem rechten Ende der Scheibe 34 und dem Außenkörper 21 die Federkammer 44 gebildet. Diese Federkammer 44 ist durch Bearbeitung der beiden Innenkörper 24 und 25 ausgebildet, so daß ihre Breite in Axialrichtung größer ist als die Breite des Körperloches 31 in Axialrichtung. In dieser Federkammer 44 ist eine Feder (eine zweite Feder) 45 derart vorgesehen, daß die Scheibe 34 in Gegenrichtung des Öldruckes angepreßt ist, d. h. in Richtung auf eine Verringerung des Volumens der Öldruckkammer 37 hin. Hierbei ist die Anpreßkraft der Feder 45 kleiner als die mittels des Öldruckes verursachte Kraft festgelegt. Wenn der Öldruck nicht auf die Öldruckkammer 37 einwirkt, wird die Scheibe 34 mittels der Anpreßkraft der Feder 45 in der in Fig. 3 gezeigten zweiten Position gehalten. An dem unterseitigen Innenkörper 25 ist ein Ölentfernungsloch 46 ausgebildet, welches die Federkammer 44 öffnet, wobei eine sehr geringe Menge an von der Öldruckkammer 37 in die Federkammer 44 eindringendes Öl zur Außenseite des Ventilfeststellmechanismus 20 abgeführt wird.

Ferner kann die Scheibe 34 von der ersten Position zur zweiten Position angepreßt werden und gleichzeitig die Scheibe 34 mittels der Feder 45 zu der zweiten Position angepreßt werden.

Die Arbeitsweise der Ventilsteuerungsvorrichtung 10 für einen Verbrennungsmotor gemäß diesem nach Vorbeschreibung aufgebauten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird nachstehend erklärt.

Wenn der Verbrennungsmotor zu laufen beginnt, beginnt die Nockenwelle, sich zu drehen. Daraus resultiert, daß der Nocken 12 drehbar angetrieben wird. Damit das Ansaug- oder Auslaßventil 13 durch die Einwirkung der Steuereinheit stetig geöffnet und geschlossen wird, wird zunächst der Öldruck von der Öldruckzufuhr- und Entspannungseinrichtung 60 über die Öldruckleitung 41, die Nut 42, und das Loch 37 zu dem Ventil 50 zugeführt. Während sich gemäß Fig. 1 der Innenkörper 24 relativ zu dem Gleitschieber 32 in einem Abwärtsprozeß befindet, ist der Druckdurchmesser und der Druckbereich des Ventils 50 gering. Daher kann, selbst wenn der Öldruck auf das Ventil 50 einwirkt, der Öldruck die Feder 52 nicht überwindet werden, die derart in Schließrichtung des Ventils 50 wirkt, daß der Öldruck nicht zu der Öldruckkammer 37 zugeführt wird. Wenn sich nach einer gewissen Zeit der Außenkörper 21 und die Innenkörper 24 und 25 relativ zum Gleitschieber 32 im Aufwärtsprozeß befinden, bewegt sich der Vorsprung 50a des Ventils 50 von dem Verjüngungsabschnitt 51 weg, wobei der Vorsprung 50a gegen das Loch 15a anliegt. Unter Aufrechterhaltung des Arbeitsberührungszustands zwischen dem Vorsprung 50a und dem Loch 15a wird das Ventil 50 etwas nach rechts verschoben. Aufgrund dieser Verschiebung wird zwischen dem Vorsprung 50a des Ventils 50 und dem Loch 37a eine ringförmige Öffnung gebildet und das Loch 37a geöffnet. Ist das Loch 37a geöffnet, wirkt der Öldruck auf die gesamte vordere Oberfläche des Ventils 50 ein, so daß er die Feder 52 überwindet, wobei das Ventil 50 stark nach rechts bewegt wird und das Ventil 50 den Öffnungszustand aufrechterhält, während der Öldruck weiter zugeführt wird. Der Öldruck wird durch die Leitung 53 an dem Loch 37a vorbei zur Scheibe 34 zugeführt. Da sich in diesem Zustand der Außenkörper 21 und die Innenkörper 24 und 25 relativ zu dem Gleitschieber 322 nach unten bewegen, kann sich die Scheibe 34 nicht bewegen, um mit dem Gleitschieber 322 in Eingriff zu treten, so daß sich die Scheibe 34 in einem Wartezustand befindet. Wenn anschließend der Nocken 12 gedreht wird und der Basiskreis des Nockens 12 erneut mit der Außen-Paßscheibe 22 in Berührung tritt, befindet sich die Relativposition zwischen den Innenkörpern 24 und 25 und dem Gleitschieber 32 in der Position, in welcher die Scheibe 34 mit dem Gleitschieber 32 in Eingriff treten kann. Der Wartezustand endet nämlich dann, wenn der Nocken 12 erneut mit dem Basiskreis aufliegt. Daraus resultiert, daß sich die Scheibe 34 gegen die Anpreßkraft der Feder 45 bewegt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Ringnut 321 des Gleitschiebers 32 nicht mit der Scheibe 34 in Eingriff, so daß die Scheibe 34 mit der Außenumfangsoberfläche des Stößelführungsabschnittes 324 des Gleitschiebers 32 in Berührung steht. In diesem Zustand dreht sich der Nocken 12 und befindet sich der Innenkörper 24 relativ zum Gleitschieber 32 im Abwärtsprozeß. Wenn die Scheibe 34 und die Ringnut 321 des Gleitschiebers 32 in Eingriff treten, wird die Scheibe 34 mittels des Öldruckes gepreßt und bewegt sich die Scheibe 34 zur Ringnut 321 und wird die Scheibe 34 gegen die Anpreßkraft der Feder 45 von der in der Fig. 1 gezeigten zweiten Position zur in Fig. 4 gezeigten ersten Position bewegt, so daß sich ein Teil der Scheibe 34 der an dem Gleitschieber 32 gebildeten Ringnut 321 nähert (die Scheibe 34 erstreckt sich über das Körperloch 31 und die Ringnut 321). Daraus resultiert, daß die Scheibe 34 gemäß Fig. 5 an einer ersten Position an einem kleinen Durchmesserabschnitt des Gleitschieberhauptkörpers 322 anhält. Daher wird die Relativbewegung zwischen dem Gleitschieber 32 und der Scheibe 34, d. h. die Relativbewegung zwischen dem Gleitschieber 32 und dem Außenkörper 21, der Innenkörper 24 und 25 vermieden.

Wenn demgemäß der Nocken 12 bei der Rotation beginnt, mit der Außen-Paßscheibe 22 von dem die Außen-Paßscheibe 22 an dem Basiskreis berührenden Zustand mit der Nockenoberfläche in Berührung zu treten, bewegen sich gemäß den Figuren der Außenkörper 21 und die Innenkörper 24 und 25 sowie der Gleitschieber 32 nach unten, und zwar gegen die Druckkraft der Ventilfeder 17 und der Feder 26. Während nämlich die Außen-Paßscheibe 22 mit der Nockenoberfläche des Nockens 12 in Arbeitsberührung steht, wird seine Kraft weiter über den Außenkörper 21, den Innenkörper 24, der Scheibe 34, den Gleitschieber 32 und den Ventilstößel 14 zum Ansaug- oder Auslaßventil 13 übertragen. Auf das Nockenprofil der Nockenoberfläche hin bewegt sich das Ansaug- oder Auslaßventil 13 gemäß den Figuren gegen die Druckkraft der Ventilfeder 17 nach unten, so daß das Ansaugen oder Auslassen der Luft gesteuert wird, während sich das Ansaug- oder Auslaßventil 13 weg von der Streifenoberfläche 71 befindet. Zu diesem Zeitpunkt kann sich der Außenkörper in den Zylinderloch 15a drehen. Wenn jedoch, in diesem Fall, da die Außen-Paßscheibe 22 scheibenförmig ist, der Nocken 12 gleichmäßig mit der Außen-Paßscheibe 22 in Eingriff ist, dann ist der Eingriffsbereich der Nockenoberfläche gleichbleibend.

Wenn andererseits der Betrieb des Ansaug- oder Auslaßventils 13 mittels der Steuereinheit dauerhaft gestoppt werden soll, wird das elektromagnetische Schaltventil 61 der Öldruckzufuhr- und -entspannungseinrichtung 60 gesteuert und tritt die Leitung 41 mit dem Ölbehälter 63 in Verbindung, so daß der Öldruck in der Öldruckkammer 37 durch die Leitung 52, die Nut 42, die Leitung 41 und das elektromagnetische Schaltventil 61 zum Ölbehälter 63 entspannt wird. Daraus resultiert, daß sich aufgrund der Anpreßkraft der Feder 45 die Scheibe 34 von der ersten Position zur zweiten Position bewegt, wobei sich ein Teil der Scheibe 34 aus der Ringnut 321 bewegt, so daß sich gemäß Fig. 4 die Scheibe 34 in der zweiten Position festlegt, in welche die Mittelachse des Durchgangsloches 35 der Scheibe 34 der Mittelachse des Ventilstößels 14 entspricht, welche die Mittelachse des Gleitschiebers 32 ist. Die Position der Scheibe 34 wird gemäß Fig. 3 mittels der Berührung der linken Kante der Innenwand des Innenraumes 23 des Außenkörpers 21 bestimmt. Demgemäß kann die Relativbewegung zwischen dem Gleitschieber 32 und der Scheibe 34 bzw. zwischen dem Gleitschieber 32 und dem Außenkörper 21 und den Innenkörpern 24 und 25 geleitet werden. Andererseits wird das Ventil 50 mittels der Feder 52 gepreßt und zur Schließrichtung des Loches 37a bewegt, wobei aufgrund des Loches 37a der Vorsprung 50a vorragt und mit der Innenwandfläche des Vorsprungsloches 15a in Berührung tritt.

Daher wird, selbst wenn bei weiterer Drehung der Nocken 12 beginnt, an der Nockenoberfläche mit der Außen-Paßscheibe 22 in Berührung zu treten, und zwar ausgehend vom Berührungszustand mit der Außen-Paßscheibe 22 am Basiskreis, die Kraft des Nockens 12 zu dem Außenkörper 21 und den Innenkörpern 24 und 25 übertragen. Jedoch wird die Kraft des Nockens 12 nicht zu dem Gleitschieber 32 und dem Ventilstößel 14 übertragen. D. h., daß, während der Hauptkörperabschnitt 322 des Gleitschiebers 32, der Stößelführungsabschnitt 324 und der Flanschabschnitt 323 im ersten Gleitschieberführungsloch 29, im Durchgangsloch 35 und im zweiten Gleitschieberführungsloch 30 geführt werden, gemäß Fig. 2 der Außenkörper 21 und die Innenkörper 24 und 25 gegen die Anpreßkraft der Federn 33 und 26 nach unten bewegt werden. Nach Vorbeschreibung wird die mittels des Nockens 12 verursachte Kraft nicht zum Ansaug- oder Auslaßventil 13 übertragen. Daher wird das Ansaug- oder Auslaßventil 13 im geschlossenen Zustand gehalten, d. h. in dem Zustand, in dem es auf der Streifenoberfläche 71 aufsitzt, wobei der Luftein- und auslaß nicht gesteuert wird. Gleichzeitig kann sich der erste Körper 30 drehen. Jedoch steht in diesem Falle wegen der scheibenförmigen Außen-Paßscheibe 22 der Nocken 12 mit der Außen-Paßscheibe 22 dauerhaft in Eingriff, so daß der Eingriffsbereich der Nockenoberfläche stets gleichbleibend ist.

Gemäß der Vorbeschreibung hat das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die folgenden herausragenden Wirkungen:

• 1. Die Scheibe 34 wird so bewegt, daß sie die Mittelachse des Stößels 14 kreuzt bzw. überquert und daß die Relativbewegung der Innenkörper 24 und 25 und des Gleitschiebers 33 verhindert wird und gesteuert wird, während die Außen-Paßscheibe 22 mit dem Basiskreis des Nockens 12 in Berührung steht. Demgemäß kann die vorbeschriebene Regulierung zum passenden Zeitpunkt durchgeführt werden.
• 2. Die Scheibe 34 steht mit dem Stößel 14 derart in Eingriff, daß die Relativbewegung zwischen den bewegbaren Elementen 21, 24 und 25 (der Außenkörper 21 und die Innenkörper) und des Stößels 14 verhindert ist. Jedoch kann ihre Dicke, soweit die Festigkeit dem vorbestimmten Wert genügt, möglichst stark verringert werden. Demgemäß sind die Axiallängen des Stößels 14 des Ventilfeststellmechanismus nicht erhöht.
• 3. Zwischen dem Ventilstößel 14 und der sich in Kreuzungsrichtung rechtwinklig dazu bewegenden Scheibe 34 ist der Ventilstößel 14 mit dem Gleitschieber eingreifend verbunden, dessen Achsenmitte der Achsenmitte des Stößels 14 entspricht. Demgemäß kann das Berühren des Kantenabschnitts des Stößels 14 und der Scheibe 34 verhindert werden, so daß der Flachabrieb an der Kantenposition des Stößels 14 gesteuert werden kann. Daher wird, trotz einer langen Verwendung, der Kantenabschnitt des Stößels 14 nicht verschlissen und ist die Lebensdauer des Stößels 14 verlängert.
• 4. Da der Gleitschieber 32 und die Scheibe 34 aus verschleißfestem Material bestehen, kann der Flachabrieb der Ringnut 321 und der Scheibe 34 zu dem Zeitpunkt gesteuert werden, wenn sich die Scheibe 34 in die Ringnut 321 bewegt. Daraus ergibt sich trotz der langen Verwendung, daß die Ringnut 321 und die Scheibe 34 nicht verschlissen werden. Daher kann, trotz der langen Verwendung, die Hubstrecke des Ansaug- und Auslaßventils 13 bei einem geeigneten Betrag (konstanter Betrag) gehalten werden.
• 5. Ein Teil der Scheibe 34 ist derart konstruiert, daß er in die Ringnut 321 des Gleitschiebers 32 eintreten kann. Wenn sich daher gemäß Fig. 3 die Scheibe 34 in der zweiten Position befindet, ist die Druckkraft der auf den Ventilstößel wirkenden Ventilfeder 17 gerade groß genug, um den Stößel 14 und den Gleitschieber 32 nach oben zu drücken, so daß die vorbestimmte Belastung der Ventilfeder 17 klein festgelegt werden kann.
• 6. Wenn die Scheibe 34 angewendet wird, ist ihre Dicke verringert, so daß die Schaftlänge des Ventilfeststellmechanismus 20 um diese Strecke verringert werden kann.
• 7. Die Nut 321 zum Eintreten in die am Gleitschieber 32 gebildete Scheibe 34 ist ringförmig, so daß das Eintreten der Scheibe 34 in die Ringnut 321 sicher durchgeführt werden kann, selbst wenn sich der Außenkörper 21 und die Innenkörper 24 und 25 relativ zu dem Gleitschieber 32 bewegen. Ferner ist die Öffnungsbreite der Ringnut 321 derart festgelegt, daß sie nahezu der Dicke der Scheibe 34 entspricht, so daß verhindert wird, daß die Scheibe 34 zum Eintrittszeitpunkt der Scheibe 34 in die Ringnut 321 erschüttert wird.
• 8. Der sich in Radialrichtung des Gleitschiebers 32 erstreckende Flanschabschnitt 321 ist derart am Gleitschieber 32 vorgesehen, daß sich dessen untere Fläche entlang der oberen Fläche der Ringnut 321 erstreckt. Wenn sich die Scheibe 34 gemäß Fig. 4 in der zweiten Position befindet, ist der Flanschabschnitt 323 an der Scheibe 34 angeordnet. Wenn demgemäß die Scheibe 34 von der zweiten Position nach Fig. 4 zur in Fig. 1 gezeigten ersten Position bewegt wird, kann eine Einwirkung zwischen der Scheibe 34 und der Ringnut 321 vermieden werden und eine gleichmäßige Verschiebung der Scheibe 34 durchgeführt werden. Wenn sich die Scheibe 34 in der zweiten Position befindet, wird weiterhin verhindert, daß der Gleitschieber zur Außenseite abfällt; wenn sich die Scheibe 34 in der zweiten Position befindet, kann das Positionieren des Gleitschiebers 32 an der Scheibe 34 sicher durchgeführt werden.
• 9. Am Gleitschieber 32 ist der Stößelführungsabschnitt 324 vorgesehen, der die Außenumfangsfläche des Stößels 14 führt. Demgemäß wird verhindert, daß die Außenumfangsfläche des Kantenabschnitts des Stößels 14 mit dem unterseitigen Innenkörper 25 und der Scheibe 34 kollidiert, wobei die Umschaltleistung der Relativbewegungsregulierung verbessert ist und gleichzeitig der Verschleiß der Außenumfangsfläche des Kantenabschnitts des Stößels 14, des unterseitigen Innenkörpers 25 und der Scheibe 34 verringerbar ist.
• 10. Die Außen-Paßscheibe 22 mit der Nockeneingriffsoberfläche ist scheibenförmig. Demgemäß ist der Nocken 12 mit der Außen-Paßscheibe 22 dauerhaft in Eingriff, selbst wenn sich der Außenkörper 21 dreht, wobei der vorhergehend erwähnte Betrieb sicher durchführbar ist. Das heißt, daß kein Dreh-Verhinderungsmechanismus notwendig ist, so daß der Flachabrieb um diesen Betrag verringert ist.
• 11. Der Außendurchmesser der Außen-Paßscheibe 22 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnittes festgelegt, der an der oberen Fläche des Außenkörpers gebildet ist und der einen größeren Innendurchmesser hat, oder kleiner als der Durchmesser des zylindrischen Loches 15a festgelegt, so daß der Eingriffsbereich mit dem Nocken 12 ausreichend gesichert ist. Daraus resultiert, daß die Hubstrecke des Nockens 12 gesichert ist.
• 12. Eine Arretierung 28 ist zwischen dem Außenkörper 21 und dem oberseitigen Innenkörper 24 derart vorgesehen, daß die Relativbewegung zwischen dem Außenkörper 21 und dem oberseitigen Innenkörper 24 reguliert wird. Daraus ergibt sich, daß die Verbindung zwischen der in dem Körperloch 31 gebildeten Druckkammer 37 und der an dem Außenkörper 21 gebildeten Nut 42 und die Leitung 43 nicht abgetrennt werden kann.

Es ist die Ventilsteuervorrichtung für Verbrennungsmotoren geschaffen worden, mit: dem Stößel 14, der mit einem Ansaug- oder Auslaßventil 13 verbunden ist, das das Ansaugloch oder Auslaßloch in einer Verbrennungskammer von Verbrennungsmotoren öffnet oder schließt; der ersten Feder 17, die den Stößel 14 in Sperr-Richtung des Ansaug- und Auslaßventils 13 anpreßt; dem Nocken 12, der an der Nockenwelle angebracht ist; und dem Ventilfeststellmechanismus 20, der zwischen dem Nocken 12 und dem Stößel 13 angeordnet ist; wobei der Ventilfeststellmechanismus 20 folgendes aufweist: das bewegbare Element 21, 24, 25, das in Axialrichtung des Ansaug- oder Auslaßventils in dem in einem Zylinderkopf 15 des Verbrennungsmotors ausgebildetem Loch 15a bewegbar ist; die Einrichtung 34 zur Regulierung einer Relativbewegung, die sich derart bewegt, daß sie die Mittelachse des Stößels überquert, so daß das bewegbare Element 21, 24, 25 und der Stößel 14 außer oder in Eingriff stehen, und die die Relativbewegung zwischen dem ersten bewegbaren Element 21, 24, 25 und dem Stößel 14 reguliert oder gestattet; die Öldruckzufuhr- und -entspannungseinrichtung 60, die den Öldruck zu der Relativbewegungs-Reguliereinrichtung 34 zuführt oder von der Relativbewegungs-Reguliereinrichtung 34 wegführt, so daß die Relativbewegungs-Reguliereinrichtung bewegt wird; die Ventileinrichtung, die verhindert, daß der Öldruck zu der Relativbewegungs-Reguliereinrichtung 34 zugeführt wird, wenn die Relativbewegungsrichtung zwischen dem ersten bewegbaren Element und dem Stößel an einem Totpunkt in eine der Schaltrichtungen umschaltet und wenn die Relativbewegungseinrichtung in Eingriff treten kann, wobei die Öldruckzufuhr- und -entspannungseinrichtung ausgelöst ist. Die an der Seite des bewegbaren Elements vorgesehene Scheibe tritt mit dem Stößel zu dem Zeitpunkt in Eingriff, wenn sich das bewegbare Element im Aufwärtsprozeß befindet. Demgemäß wird das Schalten des Ventilfeststellmechanismus zu einem geeigneten Zeitpunkt durchgeführt.

Claims (4)

1. Ventilsteuerungsvorrichtung (10) für Verbrennungsmotoren, mit:
einem Stößel (14), der mit einem Ansaug- oder Auslaßventil (13) verbunden ist, das ein Ansaugloch oder Auslaßloch (70) in einer Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors öffnet oder schließt;
einer Anpresseinrichtung (17), die den Stößel (14) derart anpreßt, daß das Ansaug- oder Auslaßventil (13) schließt;
einem an einer Nockenwelle vorgesehenen Nocken (12); und einem Ventilfeststellmechanismus (20), der zwischen dem Nocken (12) und dem Stößel (14) vorgesehen ist;
wobei der Ventilfeststellmechanismus (20) folgendes aufweist:
ein bewegbares Element (21, 24, 25), das in Axialrichtung des Ansaug- oder Auslaßventils in dem in einem Zylinderkopf (15) des Verbrennungsmotors ausgebildetem Loch (15a) bewegbar ist und mit dem Nocken (12) in Berührung steht;
eine Einrichtung (34) zur Regulierung einer Relativbewegung, die sich derart bewegt, daß das bewegbare Element (21, 24, 25) und der Stößel (14) außer oder in Eingriff stehen, und die die Relativbewegung zwischen dem bewegbaren Element (21, 24, 25) und dem Stößel (14) verhindert oder gestattet;
eine Öldruckzufuhr- und -entspannungseinrichtung (60), die den Öldruck zu der Relativbewegungs-Reguliereinrichtung (34) zuführt oder von der Relativbewegungs-Reguliereinrichtung (34) wegführt;
eine Ventileinrichtung, die verhindert, daß der Öldruck zu der Relativbewegungs-Reguliereinrichtung (34) zugeführt wird, während sich das bewegbare Element (21, 24, 25) relativ zum Stößel (14) nach unten bewegt.

2. Ventilsteuervorrichtung (10) für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 1, wobei die Ventileinrichtung folgendes aufweist:
ein Ventilloch (37a), das eine im bewegbaren Element (21, 24, 25) und im Zylinderkopf (15) ausgebildete Ölleitung bildet;
ein Ventil (50), das das Ventilloch (37a) öffnet oder schließt;
einen Antriebsabschnitt (51), der das Ventil (50) öffnet, wenn die Relativbewegungs-Reguliereinrichtung (34) nicht mit dem Stößel (14) in Eingriff treten kann;
einen Kolben (50a), der das Ventil (50) mittels des durch das Ventilloch (37a) zugeführten Öldruckes in der Öffnungsrichtung antreibt; und
ein Anpresselement (52), das den Kolben (50a) in Schließrichtung des Ventils anpreßt.

3. Ventilsteuervorrichtung (10) für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 1, wobei die Relativbewegungs-Reguliereinrichtung folgendes aufweist:
eine Eingriffsscheibe (34), die mittels des ersten bewegbaren Elements (25) gestützt ist, das relativ bewegbar ist, wobei die Eingriffsscheibe (34) mittels des Öldruckes angetrieben wird und ein Durchgangsloch (35) hat; und
einen mit einer Eingriffsnut (321) versehenen Gleitschieber (32), der mittels des Stößels (14) gestützt ist und dessen Kante in dem Durchgangsloch (35) der Eingriffsscheibe (34) eingesetzt ist, so daß die Eingriffsscheibe (34) mit seiner Außenumfangsflächein Eingriff steht.

4. Ventilsteuervorrichtung (10) für Verbrennungsmotoren nach Anspruch 3, wobei der Gleitschieber (32) einen Flanschabschnitt (323) hat, der sich mit der Eingriffsscheibe (34) in Berührung befindet, und zwar an einer Kantenseite, die das Durchgangsloch (35) durchsetzt und die Eingriffsscheibe (34) zu der Eingriffsnut (321) führt.