DE4411857C2 - Hydraulisch betriebene Tellerventilbaugruppe mit hydraulischer Dämpfung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betriebene Tellerventilbaugruppe für einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren zum Betrieb derselben gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 3. Insbesondere betrifft sie Ventilanordnungen, bei denen der hydraulische Druck eines unter Druck ste­ henden Fluids zur Steuerung der Bewegung der Motorventile unter Einsatz von Ma­ gnetventilen eingesetzt wird.

Die Steigerungen der Motorleistung, die durch Variation der Beschleunigung, der Geschwindigkeit und der Hubdauer der Einlaß- und Auslaßventile im Motor variiert werden können, sind bekannt und in Fachkreisen gewürdigt. Jedoch hat sich eine Technologie, die eine unkomplizierte, relativ einfache und sehr zuverlässige Ein­ richtung vorsieht, nicht eingestellt. Außerdem hat die verstärkte Verwendung von und das Vertrauen in mikroelektronische Steuereinrichtungen für Kraftfahrzeuge und ein verstärktes Vertrauen in die Hydraulik gegenüber mechanischen Vorrichtun­ gen nun einen wesentlichen Fortschritt ermöglicht. Frühere Entwicklungen im Be­ reich der Einlaß- und Auslaßmotorventile waren weitgehend von anspruchsvollen mechanischen Vorrichtungen, wie mechanisch variierenden Phasenregelungen oder anderen Aspekten der zeitlichen Ventileinstellung, abhängig. Die verstärkte Verwendung mehrerer Ventile pro Zylinder nimmt zu.

Hydraulische Ventilsteuerungen sind aus der gattungsbildenden WO 92/07173 be­ kannt. Dort wird eine Kombination zwischen Ventilschaft und einem Dämpfer­ kolben zum Abbremsen der Ventilbewegung eingesetzt, die hydraulisch erfolgt. Allerdings ist dort - falls überhaupt - nur eine aufwändige Steuerung der Ventilbewe­ gung über äußere ansteuerbare Ventile möglich.

Es ist demzufolge Aufgabe der Erfindung, gattungsgemäße Ventilbaugruppen zu schaffen, die einfacher und verschleißärmer zu betreiben sind.

Die Aufgabe wird durch eine hydraulisch betriebene Tellerventilbaugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren nach Patentanspruch 3. Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem einzigen abhängigen Anspruch.

Die Erfindung setzt in einer überraschenden Vereinfachung gegenüber dem Stand der Technik eine geschickte mechanische Auslegung des hohlen Dämpferkolbens mit zwei verschiedenden Ausströmöffnungen ein, wodurch es möglich ist, unter Vermeidung unnötigen Energieverlusts durch unnötig frühes Abbremsen ein Auf­ schlagen des Ventilkolbens zu vermeiden, wobei das Bremsen erst nach Anlegen der Erhebung des Ventilschaftes am Dämpferkolben unter Verschluß der zentralen Öffnung im Dämpferkolben über die de­ zentrale Öffnung durch eine Gegenströmung erfolgt.

Die erfindungsgemäße Baugruppe ermöglicht eine variable Motorventilsteuerung, die so einfach, zuverlässig, flexibel und wirksam ist, wie es für den Einsatz in hochleistungsfähigen Automotoren, die heutzutage hergestellt und in naher Zukunft gefordert werden, sehr erwünscht ist.

Wahlweise Betätigung oder Nicht-Betätigung der Steuermittel verursacht ein Ein­ strömen unter Druck stehenden Fluids in eine Druckkammer am einen Ende des Ven­ tilkolbens und ein Ausströmen von Fluid aus einer Druckkammer am anderen Ende des Ventilkolbens, wobei eine solche Betätigung zu einer Veränderung des auf den Ventilkolben wirkenden Kräftegleichgewichtes führt und eine gesteuerte Bewegung des Ventils von einer festen Stellung zur anderen verursacht. Bei der Bewegung von einer festen Stellung zur anderen und zurück begrenzen Dämpfermittel die Ge­ schwindigkeit des Ventils während eines Teils seines Hubs.

Das Einströmen des unter Druck stehenden Fluids ist eine Folge der Fluidausdeh­ nung aus einem Druckbehälter; das Ausströmen des Fluids führt zu einer verstärk­ ten Fluidkompression im Druckbehälter.

Ferner wird die potentielle Energie des unter Druck stehenden Fluids während der Beschleunigung in kinetische Energie des sich bewegenden Ventils umgewandelt und die kinetische Energie des Ventils während des Abbremsens in potentielle Energie des unter Druck stehenden Fluids rückgewandelt, wodurch etwas geschaf­ fen wird, das als "flüssige Feder" bezeichnet werden kann.

Eine weitere Eigenschaft des Ventils ist, daß der Fluidstrom während des Betriebes zwischen der Hochdruck- und der Niederdruckquelle merklich geringer ist als das durch die Bewegung des Ventilkolbens bewegte Volumen.

Die zeitliche Abfolge der Öffnungs- und Schließbewegungen des Ventils wird durch Variation der zeitlichen Abfolge der Betätigung der Steuermittel gesteuert. Der Hub des Ventils ist bestimmt durch die Betätigungsdauer der Steuermittel. Die Be­ schleunigung, Geschwindigkeit und Bewegungszeit des Ventils wird durch Druck­ veränderung des unter Druck stehenden Fluids gesteuert.

Die oben beschriebene, erfindungsgemäße Tellerventilbaugruppe kann an einem Motor mit mehr als zwei Ventilen pro Zylinder eingesetzt werden und kann wahl­ weise eines oder mehrere Ventile gleichzeitig aktivieren.

Außerdem wird die Geschwindigkeit des Ventils während der Schließbewegung durch die Verwendung eines Dämpfers gesteuert, um die Anschlaggeschwindigkeit des Ventils, wenn es mit dem Ventilsitz in Berührung kommt, während eines Teils der Schließbewegung des Ventils zu begrenzen.

Dementsprechend wird eine hydraulisch betriebene Ventileinrichtung vorgesehen, die eine Führungsbuchse mit einer Zylinderkopf-Führungsbohrung und einer ersten Kammer und ein in der Zylinderkopf-Führungsbohrung und der ersten Kammer vor­ gesehenes, zwischen einer ersten und zweiten Position verschiebliches Ventil auf­ weist.

Mit dem Ventil ist ein Ventilkolben verbunden, der innerhalb der ersten Kammer hin- und herbewegbar ist, wodurch eine sich mit der Verstellung ändernde erste und zweite Druckkammer während der Bewegung des Ventils gebildet wird. Die Führungsbuchse hat eine sich von der ersten und zweiten Druckkammer erstreckende Hochdrucksteueröffnung und eine mit Abstand zur Hochdrucksteu­ eröffnung angeordnete Niederdrucksteueröffnung, die sich gleichfalls von der ersten Druckkammer erstreckt. Ein eine Dämpferkammer aufweisendes Dämpfergehäuse ist mit der ersten Kammer verbunden. Im Dämpfergehäuse sind mit dem Ventil gekoppelte Dämpfermittel zur Ausübung eines Widerstandes gegen die Bewegung des Ventils während eines Teils seines Weges zwischen der ersten und zweiten Position angeordnet.

Der Betrieb der oben beschriebenen Ventilbaugruppe mit dem Dämpfer erfolgt, indem die erste Druckkammer mit einer Niederdruckfluidquelle verbunden wird, um da­ durch die Beschleunigung für die Ventilschließbewegung auszulösen. Die Verbin­ dung zur Niederdruckfluidquelle wird dann unterbrochen. Die erste Druckkammer wird dann über einen vorbestimmten Zeitraum mit einer Hochdruckfluidquelle ver­ bunden, um das Abbremsen des Ventils zu beginnen, wobei die Ventilbewegung das Ventil nicht vollkommen schließt. Die erste Druckkammer wird dann mit einer Niederdruckfluidquelle verbunden, um noch einmal eine Beschleunigung für die Ventilschließbewegung auszulösen, während das Dämpfermittel zur Begrenzung der maximalen Geschwindigkeit des Ventils vor dem entgültigen Schließen des Ventils eingesetzt sind.

Diese Eigenschaften und Vorteile der Erfindung sind aus der fol­ genden detaillierten Beschreibung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform und anhand der begleitenden Zeichnung ersichtlich. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines einzelnen, erfindungsgemäßen, hy­ draulisch betriebenen Ventils und der Hydraulik zur Fluidversorgung desselben;

Fig. 2a, 2b und 2c schematische Aufrisse eines einzelnen, erfindungsgemäßen Ventils und der damit verbundenen Ventilsteuermittel, das in drei verschiedenen Stellungen bis zum vollständigen Öffnen dargestellt ist;

Fig. 3a, 3b und 3cschematische Aufrisse eines einzelnen, erfindungsgemäßen Ventils und der damit verbundenen Ventilsteuermittel, das in drei verschiedenen Stellungen bis zum vollständigen Schließen darge­ stellt ist;

Fig. 4 einen schematischen Aufriß einer Ausführungsform eines einzelnen erfin­ dungsgemäßen hydraulisch gesteuerten Ventils in geschlossener Po­ sition; und

Fig. 5a, 5b, 5c und 5d schematische Aufrisse des Ventils der Fig. 4 in Verbindung mit den Ventilsteuermitteln in vier verschiedenen Positionen bis zum vollständigen Schließen.

Die Erfindung sieht eine variable Steuerung der Ventileinstellung, des Ventilhubs und der Ventilgeschwindigkeit vor. Die Einrichtung nutzt die elastischen Eigenschaften eines komprimierten hydraulischen Fluids, das als flüssige Feder das Ventil während der Öffnungs- und Schließbewegungen beschleunigt und abbremst. Während der Be­ schleunigung wird ein Teil der potentiellen Energie des Fluids in kinetische Energie des Ventils umgewandelt. Während des Abbremsens wird die Energie des Ventils an das Fluid zurückgegeben. Bis auf Leckagen bleibt die meiste Energie des Fluids erhalten.

In Fig. 1 sind Merkmale der Erfindung dargestellt. Ein Ventil 10 ist innerhalb eines einen Gasdurchlaß 14 für angesaugte Luft oder Abgas aufweisenden Zylinder­ kopfes 12 und eines Ventilsitzes 15 angeordnet. Das Ventil 10 umfaßt einen Ventil­ kopf 16 und einen Ventilschaft 18. Der Ventilschaft 18 weist eine Reihe konzentri­ scher zylindrischer Abschnitte 20, 22, 23 und 24 unterschiedlichen Außendurchmessers auf. Die Abschnitte 20 und 24 führen das Ventil 10 beim Hin- und Herbewegen innerhalb einer Führungsbohrung 28. Der Abschnitt 23 bildet einen Befesti­ gungsbereich für einen Ventilkolben 26, der in einer zur Zylinderkopf-Führungsboh­ rung 28 konzentrischen Zylinderkopfkammer 30 verschiebbar ist. Der Ventilkolben 26 bildet eine erste und eine zweite Druckkammer 25, 27 in der Zylinderkopfkammer 30.

Dem Ventilkolben 26 wird wahlweise Fluid aus einer Hochdruckschiene 40 und ei­ ner Niederdruckschiene 42, die über Leitungen 44 und 46 mit einer Hochdruck­ steuerungsöffnung 48 beziehungsweise einer Niederdrucksteuerungsöffnung 50 hydraulisch verbunden sind, zugeführt. Die zweite Druckkammer 27 am unteren Ende des Ventilkolbens 26 ist mit der Hochdrucksteuerungsöffnung 48 verbunden, während die erste Druckkammer 25 am oberen Ende des Ventilkolbens 26 mit dem Hochdrucksteuerungsanschluß 48 und mit dem Niederdrucksteuerungsanschluß 50 verbunden oder von beiden getrennt werden kann.

Hydraulische Einrichtungen, die die notwendigen Fluiddrücke in den Hochdruck- und Niederdruckschienen 40, 42 aufrechterhalten, können verschieden angeordnet sein. Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung umfaßt eine variable Verdrängerpumpe 52 zwischen einem Speicher 54 und der Hochdruckschiene 40. Da das Fluid in der Hochdruckschiene 40 nur Ausdehnung und Kontraktion unterworfen ist, ist die Pumpenarbeit der Verdrängerpumpe 52 größtenteils darauf beschränkt, interne Leckagen durch Öffnungen auszugleichen. Die variable Verdrängerpumpe 52 kann automatisch gesteuert sein, wobei ein Drucksensor 56 ein Rückkopplungssignal an eine Pumpensteuerung 58 dann überträgt, wenn der Druck in der Hochdruck­ schiene 40 unter ein festgelegtes, für eine bestimmte Betriebsbedingung erforderli­ ches Minimum fällt. Sie ändert dann die Einstellung der Verdrängerpumpe 52, um den erforderlichen Druck in der Hochdruckschiene 40 aufrecht zu erhalten. Das Fluid in der Niederdruckschiene 42 wird mittels einer vom Speicher 54 und einem Druckregler 62 mit Fluid versorgten Druckpumpe 60 auf einem festen, niedrigen Druck gehalten. Die erste Druckkammer 25 kann über ein Magnetventil 64 oder ein Überdruckventil 66 mit der Hochdruckschiene 40 und über ein Magnetventil 68 oder ein Überdruckventil 70 mit der Niederdruckschiene 42 verbunden werden. Die zweite Druckkammer 27 ist immer mit der Hochdruckschiene 40 verbunden. Eine Rückführleitung 72 vervollständigt die Einrichtung, die das von der Zylinder­ kopfkammer 30 in eine zwischen der Führungsbohrung 28 und dem Abschnitt 22 geringeren Durchmessers des Ventils 10 ausgebildete Rückführkammer 33 lau­ fende Fluid dem Speicher 54 zurückführt.

Das Öffnen und Schließen eines einzelnen Ventils 10 ist in den Fig. 2a-2c bezie­ hungsweise Fig. 3a-3c gezeigt. Die Pfeile zeigen die Richtung des Fluidstroms und die Bewegungsrichtung des Ventils 10 an.

Um das Öffnen des Ventils 10 auszulösen, öffnet sich das Magnetventil 64, wodurch eine Kraft auf den Ventilkolben 26 wirkt, um das Ventil 10 nach unten zu beschleuni­ gen (Fig. 2a). Beim Schließen des Magnetventils 64 fällt der Druck in der ersten Druckkammer 25 oberhalb des Ventilkolbens 26 ab und der Ventilkolben 26 bremst ab, wobei Fluid aus der zweiten Druckkammer 27 in die Hochdruckleitung 44 gedrückt wird (Fig. 2b). Fluid unter niedrigem Druck, das durch das Niederdruck-Über­ druckventil 70 strömt, beugt der Bildung von Hohlräumen in der ersten Druck­ kammer 25 während des Abbremsens vor. Wenn die Abwärtsbewegung des Ventils 10 endet, schließt sich das Niederdruck-Überdruckventil 70 und das Ventil 10 bleibt in seiner offenen Stellung arretiert (Fig. 2c).

Der Vorgang des Schließens des Ventils 10 ähnelt im Prinzip dem des Öffnens des Ventils 10. Wenn sich das Magnetventil 68 öffnet, fällt der Druck in der ersten Druckkammer 25 und die Kraft des Drucks im Leitungsnetz 44 beschleunigt den Ventil­ kolben 26 nach oben (Fig. 3a). Dann schließt sich das Magnetventil 68 und der stei­ gende Druck in der ersten Druckkammer 25 drückt das Fluid durch einen Über­ druckventilkanal 67 und öffnet das Hochdruck-Überdruckventil 66 (Fig. 3b). Die Richtung der Kraft des Drucks im Leitungsnetz 44 wird umgekehrt und das Ventil 10 bremst ab, indem es Fluid aus der ersten Druckkammer 25 zurück in die Hoch­ druckleitung 44 drückt. Wenn das Ventil 10 seine kinetische Energie abgebaut hat, schließt sich das Hochdruck-Überdruckventil 66 und das Ventil 10 verbleibt in seiner geschlossenen Position arretiert (Fig. 3c). Das verstärkte Abbremsen des Ventils 10 führt zu einer geringeren Anschlagsgeschwindigkeit des Ventils 10 beim Auftreffen auf den Ventilsitz 15. Ein kurzzeitiges, nochmaliges Öffnen des Niederdruck-Magnet­ ventils 68 am Ende des Schließens des Ventils 10 stellt sicher, daß das Ventil 10 fest gegen seinen Ventilsitz 15 gepreßt ist.

Die Änderung der zeitlichen Steuerung der Tätigkeit der zwei Magnetventile 64, 68 verändert die zeitliche Abfolge des Öffnens und Schließens des Motorventils. Der Ventilhub kann durch Variation der Dauer des Magnetspannungsimpulses gesteuert werden. Ändern des Fluiddrucks in der Hochdruckschiene 40 erlaubt eine Steue­ rung der Ventilbeschleunigung, -geschwindigkeit und -bewegungszeit. All dies er­ möglicht eine wesentlich größere Flexibilität bei der Steuerung von Motorventilen als in herkömmlichen nockengetriebenen Ventilreihen; damit ist eine Flexibilität vorhanden, die in der Wir­ kung der Fähigkeit gleicht, die Größe und Form der Nocken zu verändern, während der Motor läuft.

Um ein richtiges Abbremsen des Ventils 10 während des Schließens des Ventils 10 zur Begrenzung der Anschlaggeschwindigkeit sicherzustellen, wird mit dem Ventil 10 ein Dämpfer kombiniert. Diese Konstruktion ist detailliert in Fig. 4 dargestellt. Sie zeigt eine Ventilbaugruppe im Zylinderkopf 12 eines Motors, obwohl die hydrauli­ sche Ventilbaugruppe und der Dämpfer auch in anderen Anwendungen als Motoren verwendet werden kann. Dabei ist das Motorventil 10 im Zylinderkopf 12 dargestellt. Um die Übereinstimmung des Aufbaus im Bezug auf die Fig. 1 bis 3 zu zeigen, wer­ den in Fig. 4 und den Fig. 5a-5d die gleichen Bezugszeichen verwendet, mit Aus­ nahme des Bezugszeichens der Führungsbohrung 28, die innerhalb einer Füh­ rungshülse 29, die in einer Stufenbohrung 13 im Zylinderkopf 12 befestigt ist, dargestellt ist.

Die Führungshülse 29 umfaßt mehrere radial im Abstand zueinander angeordneter Fluidrückführungsbohrungen 32 und einen die Rückführkammer 33 mit der Rück­ führleitung 72 verbindenden Ringraum 31. Außerdem weist die Führungshülse 29 mehrere radial im Abstand zueinander angeordnete Hochdruckbohrungen 34 auf, die eine zweite Druckkammer 27 in der Zylinderkopfkammer 30 mit der Hochdrucksteueröffnung 48 über einen Hochdruck-Ringraum 35 im Zylinderkopf 12 verbinden. Zusätzlich umfaßt die Führungshülse 29 im radialen Abstand zueinander angeordnete Hochdruck- bzw. Niederdruckbohrungen 36, die zu einem die erste Druckkammer 25 der Zylinderkopfkammer 30 mit der Hochdrucksteueröff­ nung 48 und mit der Niederdrucksteueröffnung 50 verbindenden Ringraum 37 innerhalb des Zylinderkopfes 12 führen. Diese Bohrungen 36 liegen außerdem ne­ ben der hydraulischen Dämpferbaugruppe 74.

Am oberen Ende der Führungshülse 29 ist die Dämpferbaugruppe 74 im Zylinder­ kopf 12 befestigt. Ein Dämpfergehäuse 76 mit einer Dämpferkammer 78 nimmt ei­ nen Dämpferkolben 80 verschieblich in der Dämpferkammer 78 auf. Der Dämpferkolben 80 teilt und dichtet die Dampferkammer 78, mit Ausnahme einer großen zentralen Öffnung 88 und einer kleineren dezentralen Öffnung 90 im Dämpferkolben 80, durch die Fluid fließen kann, gegenüber der Zylinderkopfkammer 30 ab. Am oberen Ende hat das Motorventil 10 ein Gewinde, um eine Mutter bzw. Erhebung 84 aufzunehmen, die, wenn sie mit dem Dämpferkolben 80 im Oberflächenkontakt ist, die zentrale Öffnung 88 im Dämpferkolben 80 abschließt. In der Dämpferkammer 78 ist zwi­ schen dem Dämpferkolben 80 und dem oberen Ende der Dämpferkammer 78 eine Druckfeder 82 befestigt, die den Dampferkolben 80 gegen die Mutter 84 vorspannt. Ein in der Zylinderkopfkammer 30 angebrachter Anschlagring 86 begrenzt das Ausmaß einer möglichen Abwärtsbewegung des Dämpferkolbens 80, ohne jedoch den Fluidstrom durch die Öffnungen 88, 90 zu blockieren. Am oberen Ende hat die Dämpferkammer 78 ein Ablaßventil 92, das nur dazu verwendet wird, Luft in der hydraulischen Einrichtung, nach ihrem Zusammenbau, anfänglich zu beseitigen.

Der Öffnungsvorgang des Ventils 10 gleicht im wesentlichen dem in den Fig. 2a-2c gezeigten. Der einzige Unterschied besteht darin, daß sich, wenn sich das Ventil 10 abwärts bewegt, der Dämpferkolben 80 durch die Kraft der Druckfeder 82 ebenfalls abwärts bewegen kann, bis er, sobald er den Anschlagring 86 berührt, stoppt. Da beide Öffnungen 88, 90 offen sind, ist ein freier Ölfluß zwischen den beiden Kam­ mern 30, 78 möglich und die Abwärtsbewegung des Dämpferkolbens 80 wird nicht behindert. Außerdem ist die Abwärtsbewegung des Motorventils 10 gleichfalls nicht gehemmt, da nur die Mutter 84 und der Dämpferkolben 80 in Oberflächenkontakt kommen und sich somit keine dämpfende Wirkung auf das Ventil 10 ergibt.

Der Schließvorgang des Ventils 10 wird in den Fig. 5a-5d dargestellt, wobei die Pfeile fallweise die Richtung des Fluidstroms und der Ventilbewegung anzeigen. Um das Schließen des Ventils 10 auszulösen, öffnet sich das Magnetventil 68 und die auf den Ventilkolben 26 wirkende Kraft des System-Drucks beschleunigt das Ventil 10 nach oben (Fig. 5a). Dann schließt sich das Magnetventil 68 und der in der er­ sten Druckkammer 25 steigende Druck öffnet das Hochdruck-Überdruckventil 66 (Fig. 5b). Folglich kehrt sich die Richtung der Kraft des System-Drucks um, das Motorventil 10 bremst ab und drückt Fluid aus der ersten Druckkam­ mer 25 über die Hochdrucksteuerungsöffnung 48 in die Hochdruckleitung 44 zurück. Das Öffnen und Schließen des Magnetventils 68 ist zeitlich so eingestellt, daß das Motorventil 10 seine kinetische Energie genau dann aufgebraucht hat, wenn die Mutter 84 kurz davor ist, den Dämpferkolben 80 zu berühren, wodurch sich das Hochdruck-Überdruckventil 66 schließt. Genau dann, wenn das Hochdruck-Über­ druckventil 66 schließt, wird das Magnetventil 68 noch einmal kurz geöffnet, wo­ durch die Aufwärtsbewegung des Motorventils 10 fortgesetzt wird (Fig. 5c). Die Auslösebewegung vor dem kurzen nochmaligen Öffnen des Magnetventils 68 erfolgt ohne Hemmen der Aufwärtsbewegung des Ventils 10 durch den Dämpferkolben 80. Folglich wird die Ventilbewegung nur während eines kurzen Teils der Aufwärtsbewegung gedämpft, beispielsweise wird in diesem speziellen Fall ungefähr ein Millimeter der Kolbenbewegung gedämpft. Dadurch wird der Ver­ lust bei der Umwandlung der kinetischen Energie des Ventils 10 in potentielle Ener­ gie des unter Druck stehenden Fluids minimiert. Würde die Ventilbewegung über den gesamten Hub während des Schließens gedämpft, träte ein größerer Energie­ verlust ein.

Die Bewegungen des Motorventils 10 und des Dämpferkolbens 80 sind nun gleichge­ richtet. Da die zentrale Öffnung 88 durch die Mutter 84 geschlossen ist, kann das durch die Aufwärtsbewegung des Dämpferkolbens 80 unter Druck gesetzte Fluid nur durch die dezentrale Öffnung 90 von der Dämpferkammer in die erste Druck­ kammer 25 der Zylinderkopfkammer 30 strömen. Somit nimmt, wenn die Aufwärts­ geschwindigkeit des Dämpferkolbens 80 zunimmt, die Geschwindigkeit des durch die dezentrale Öffnung 90 strömenden Fluids zu und erzeugt einen Druckunter­ schied zwischen der Dämpferkammer 80 und der ersten Druckkammer 25, wodurch eine abwärts gerichtete hydraulische Druckkraft hervorgerufen wird. Diese Dämpferkraft wirkt dem nach oben wirkenden hydraulischen Druck des Ventilkol­ bens 26 entgegen. Dementsprechend löschen sich die entgegengesetzten hydrauli­ schen Kräfte bei einem vorbestimmten, auf dem Durchmesser der dezentralen Öff­ nung 90 basierenden Betrag der Geschwindigkeit des Ventils 10 aus und die Ge­ schwindigkeit des Motorventils 10 steigt nicht mehr. Das Motorventil 10 bewegt sich dann mit dieser Geschwindigkeit aufwärts, bis der Ventilkopf 16 den Ventilsitz 15 berührt und das Ventil 10 in dieser geschlossenen Position arretiert ist (Fig. 5d).

Der vorbestimmte Betrag der Geschwindigkeit ist durch den Durchmesser der de­ zentralen Öffnung 90 bestimmt. Daher kann durch geeignete Wahl des Durchmes­ sers der dezentralen Öffnung 90 die kinetische Energie des Ventils 10 zum Zeit­ punkt seiner Berührung mit dem Ventilsitz 15 ausreichend klein gehalten werden, um übermäßige Anschlaggeräusche und Belastungen, wenn das Ventil 10 mit dem Ventilsitz 15 in Berührung kommt, zu vermeiden.

Während die Ventilbaugruppe als einzelnes Ventil im Betrieb gezeigt ist, kann die Erfindung auch in Anordnungen mit mehreren Ventilen arbeiten, wobei die hydrauli­ schen Einrichtungen und Betätigungseinrichtungen miteinander verbunden sind.

Claims (3)

1. Hydraulisch betriebene Tellerventilbaugruppe für einen Verbrennungsmotor mit:

• - einem Zylinderkopfbauteil (12) mit einem Gas-Durchlaß (14), der durch ein zwi­ schen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegliches Tellerventil (10) öffen- und verschließbar ist,
• - einem in einer Zylinderkopfkammer (30) beweglich angeordneten, mit dem Teller­ ventil (10) verbundenen Ventilkolben (26), der an eine erste und an eine zweite Druckkammer (25, 27) für das Hydraulikfluid grenzt;
• - Hydraulikmitteln (52, 40, 64; 60, 42, 68) zur Erzeugung von Druck in der ersten und zweiten Druckkammer (25, 27), und
• - Dämpfermitteln (78, 80) zur Begrenzung der Geschwindigkeit des Tellerventils (10) während eines Teils seines Weges zwischen der ersten und zweiten Position, wobei die Dämpfermittel oberhalb der Zylinderkopfkammer (30) eine mit der Zylin­ derkopfkammer (30) verbundene Dämpferkammer (78), die eine Vorrichtung (88, 90) zur Fluidflußbegrenzung in dieser Kammer (78) beinhaltet, und einen in der Dämpferkammer (78) beweglichen und mit dem Tellerventil (10) in Kontakt bringbaren Dämp­ ferkolben (80) zum Beaufschlagen des Tellerventils (10) mit einer der Bewegungs­ richtung des Tellerventils (10) entgegengerichteten Dämpfungskraft aufweisen,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - am Boden des hohlen Dämpferkolbens (80) als Vorrichtung (88, 90) zur Fluidflußbegrenzung eine zentrale Öffnung (88) und eine dezentrale Öffnung (90) vorhanden sind, die in die erste Druckkammer (25) münden, und daß
• - eine Erhebung (84) auf dem Ventilkolben (26) zum Verschluß der zentralen Öff­ nung (88) vorhanden ist, wobei nach Verschluß der zentralen Öffnung (88) durch die Erhebung (84) die Größe der dezentralen Öffnung (90) den Druckaufbau in der ersten Druckkammer (25) und das Abbremsen des Ventilschafts im letzten Teil der Schließbewegung steuert (Fig. 1, 4).

2. Tellerventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfermittel (78, 80) einen in der Dämpferkammer (78) zwischen dem Dämpferkolben (80) und dem Tellerventil (10) angebrachten Anschlagring (86) aufweisen, wobei der Anschlagring (86) eine Zentralbohrung hat, so daß bei Anliegen des Dämpferkolbens (80) am Anschlagring (86) dieser die zentrale und dezentrale Öff­ nung (88, 90) nicht abdeckt, wobei der Anschlagring (86) den Weg des Dämpfer­ kolbens (80) auf weniger als den Weg des Tellerventils (10) von der ersten zur zweiten Position begrenzt, wodurch die Fluidflußbegrenzung durch die zentrale Öff­ nung (88) nur auf einen Teil des Weges des Tellerventils (10) von der zweiten zur ersten Position beschränkt ist.

3. Verfahren zum schonenden Betrieb einer hydraulisch betriebenen Tellerventil­ baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, mit den Schritten:

• - Herstellen hydraulischen Drucks in der zweiten Druckkammer (27) zum Bewegen des Tellerventils (10) in Richtung des Dämpferkolbens (80), und
• - Begrenzen der Geschwindigkeit des Tellerventils (10) während eines Teils seiner Bewegung durch die Auswahl der Größe der dezentralen Öffnung (90) zwischen der Dämpferkammer (78) und der ersten Druckkammer (25), wobei durch die dezentrale Öffnung (90) Hydraulikfluid auch bei geschlossener zentraler Öffnung (88) in die erste Druckkammer (25) zum Aufbau von Druck und zum Abbremsen des Ventilkolbens (26) strömen kann.