DE60311563T2

DE60311563T2 - Umschaltbares Steuerventilsystem für Fluide

Info

Publication number: DE60311563T2
Application number: DE2003611563
Authority: DE
Inventors: Thomas H. Rochester Fischer
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: US20040112445A1; EP1429035A3; DE60311563D1; EP1429035B1; US6904937B2; EP1429035A2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ventile des Typs Schieberventil und insbesondere auf solche Ventile, wie sie allgemein zum Schalten und Steuern des Flusses von Aktivierungs- und Schmierungsfluiden zu verschiedenen Bauteilen von Brennkraftmaschinen eingesetzt werden; und noch genauer auf ein umschaltbares Ölsteuerungs-Schieberventilsystem mit einem Regulierungsschieber zum Regulieren des Öldrucks und des Aktivierungsflusses sowie einem Hilfsschieber zum Umschalten zwischen einer Hochdruck-Aktivierungsbetriebsart und einer Niederdruck-Regulierungsbetriebsart, wobei beide Schieber in einer gemeinsamen Bohrung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ventile des Typs Schieberventil zum steuerbaren Umleiten des Flusses von Fluiden sind allgemein bekannt. In einem typischen Schieberventil ist ein hohler Druckstempel oder "Schieber", der mehrere radiale Öffnungen in der Schieberwandung aufweist, innerhalb eines zylindrischen Körpers verschiebbar angeordnet, der ebenfalls mit mehreren inneren ringförmigen Nuten und radialen Öffnungen versehen ist, die sich durch die Körperwandung erstrecken. Der Schieber ist innerhalb des Körpers variabel positionierbar, sodass ausgewählte Öffnungen im Schieber mit Nuten und Öffnungen im Körper ausgerichtet werden können, wodurch der Fluidfluss von außerhalb des Körpers durch erste ausgerichtete Öffnungen in das Innere des Schiebers und nach außen durch zweite ausgerichtete Öffnun gen ermöglicht wird. Gewöhnlich sind mehrere unterschiedliche Flusswege möglich, indem der Schieber an mehreren unterschiedlichen axialen Positionen innerhalb des Körpers positioniert wird. Üblicherweise ist der Schieber mit einem Linearsolenoid-Aktuator verbunden, sodass der Schieber mittels Signalen aus einer Steuereinrichtung wie etwa einer computerisierten Motorsteuereinheit axial positioniert werden kann, obwohl innerhalb des Umfangs der Erfindung auch andere, etwa pneumatische und hydraulische Betätigungen möglich sind, wie unten beschrieben wird.
Eine häufige Verwendung für ein ölgesteuertes Schieberventil besteht darin, Subsysteme zur Motorsteuerung variabel zu betätigen, wie etwa Nockenwellen-Phasenlageneinsteller und variable Ventilaktivierungs-(WA-)Mechanismen sowie mehrstufige oder Ventildeaktivierungs-Mechanismen. Beispielsweise wählt der Mechanismus bei einem zweistufigen Ventilmechanismus das Anhebungsprofil (niedrig oder hoch) einer Einlassventil-Nockenwelle aus, wobei ein hydraulisch aktivierter Walzenstiftfolger (RFF) verwendet wird.
Bei einer einfachen Konfiguration dieses Beispieles führt ein Schieberventil unter hohem Druck stehendes Öl, üblicherweise aus einer motorgetriebenen Ölpumpe, zu, um den RFF zu aktivieren, und stellt die Ölzufuhr ab, um den RFF zu deaktivieren und den Druck aus ihm abzulassen. Jedoch ist es erwünscht, dass die Ölzufuhr in der RFF-Deaktivierungs-Betriebsart nicht völlig abgestellt wird, da andere Bestandteile des Ventiltriebs, wie etwa Nocken und Kurbelschwingen, zur Schmierung weiterhin einen Ölfluss benötigen. Nach dem Stand der Technik kann die andauernde Schmierung eine Ausstattung mit separaten Ventilen und/oder eine komplizierte Öffnungskonstruktion erfordern.
US 4,741,364 offenbart ein bekanntes hilfsbetätigtes Ventil mit Lastdruck-Rückkopplung.
Es besteht Bedarf an einer Ölsteuerventil-Baueinheit, die nicht einfach zwischen der Ein- und der Aus-Betriebsart umschaltbar ist, sondern zwischen einem Druck, der für die RFF-Aktivierung hoch genug ist, und einem gesteuerten Druck, der gerade so niedrig ist, dass er für die Schmierung ausreicht, nicht aber für die RFF-Aktivierung.
Weiterhin besteht Bedarf an Mitteln zum unverzüglichen Umschalten der Ölzufuhr von der Hochdruck- auf die Niederdruck-Betriebsart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine umschaltbare Fluidsteuerventil-Baueinheit nach Anspruch 1 geschaffen.
Ein umschaltbares Ölsteuerventilsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Schieberventilbaueinheit mit einem Regulierungsschieber und einem Hilfsschieber, die innerhalb einer gemeinsamen Bohrung im Ventilgehäuse angeordnet sind. Eine mit Öffnungen versehene, in der Bohrung zwischen den Schiebern fest angebrachte Sperre teilt die Bohrung in eine Regulierungskammer und eine Hilfskammer auf und definiert einen Federsitz für sowohl eine Regulierungsfeder als auch eine Hilfsfeder. Die Regulierungsfeder drückt den Regulierungsschieber zu einer Ruheposition, in der eine Ölzufuhröffnung im Gehäuse vollständig freigelegt ist. Im Betrieb ist das in das Ventil gelangende Zufuhröl für eine erste Druckfläche des Regulierungsschiebers verfügbar, sodass bei geeigneter Wahl der Stärke der Regulierungsfeder der Regulierungsschieber eine Zwischenposition annimmt, bei der der Fluss des Zufuhröls bis zu einem Druck gedrosselt wird, der nicht ausreicht, einen zugehörigen deaktivierbaren RFF zu aktivieren, aber hoch genug ist, um die Schmierung für bewegliche Teile im mechanischen Ventiltrieb zu sichern. Der Regulierungsschieber und die Feder im Gehäuse umfassen somit einen selbstregulierenden hydraulischen Regler für den Ölfluss und den Druck durch das Schieberventil. Der Hilfsschieber kann durch ein Ende des Gehäuses mittels einem Linearsolenoid betätigt werden. Wird die Aktivierung des RFF gewünscht, wird das Solenoid erregt und drückt den Hilfsschieber in eine erste Position, bei der das Öl mit vollem Motordruck der Hilfskammer zugeführt wird. Das Öl fließt durch die mit Öffnungen versehene Sperre in die Regulierungskammer und bewirkt einen hohen Öldruck gegen eine zweite und gegenüberliegende Druckfläche des Regulierungsschiebers. Der Regulierungsschieber wird dadurch verschoben, öffnet die Zufuhröffnung vollständig und überträgt unter hohem Druck stehendes Öl, um den RFF zu aktivieren. Soll der RFF deaktiviert werden, wird das Solenoid aberregt. Die Hilfsfeder drückt den Hilfsschieber in eine zweite Position, bei der eine Auslassöffnung in den Weg des Ölflusses geöffnet wird, sodass sich der Druck auf die der Sperre benachbarte Fläche des Regulierungsschiebers unmittelbar auf null vermindert. Der Restdruck auf die gegenüberliegende Fläche des Regulierungsschiebers bewirkt, dass sich der Schieber gegen die Regulierungsfeder in eine neue Position bewegt, bei der die Einlassöffnung abgedeckt ist, und dass ein Weg vom RFF zum Auslass über den Hilfsschieber geöffnet ist. Wenn der Restdruck über eine Abtastöffnung im Regulierungsschieber allmählich reduziert wird, kehrt der Regulierungsschieber in die erste Position zurück, bei der der Auslassweg geschlossen ist und die Drosselungs/Regulierungs-Funktion für die Schmierung fortgesetzt wird, wobei das nächste Signal zur RFF-Aktivierung erwartet wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beispielhaft beschrieben, in der:
1 eine Querschnittsansicht einer Hilfs-Steuerventilbaueinheit gemäß der Erfindung ist und ihre Hauptbestandteile zeigt;
2 eine Querschnittsansicht ähnlich der in 1 gezeigten Ansicht ist und die Ventilbaueinheit in der Regulierungsbetriebsart zeigt;
3 eine Querschnittsansicht ist, die den Weg des Ölflusses durch die Ventilbaueinheit von der Zufuhröffnung zur Steueröffnung in der Regulierungs-(Niederdruck-)Betriebsart zeigt, wie in 2 dargestellt;
4 eine Querschnittsansicht ähnlich der in 1 und 2 gezeigten Ansicht ist und die Ventilbaueinheit in der Hochdruckbetriebsart zeigt;
5 eine Querschnittsansicht ähnlich der in den vorangehenden Figuren gezeigten Ansicht ist und die Ventilbaueinheit in der Auslassbetriebsart zeigt; und
6 eine Querschnittsansicht ist, die den Weg des Ölflusses durch die Ventilbaueinheit von der Steueröffnung zur Auslassöffnung in der Auslassbetriebsart zeigt, wie in 5 dargestellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1 ist eine integrierte Ölsteuerventil-Baueinheit 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Ventilbaueinheit 10 umfasst eine Schieberventilbaueinheit 12 und eine Solenoidventilbaueinheit 14. Die Schieberventilbaueinheit 12 umfasst allgemein ein zylindrisches Gehäuse 16, einen Regulierungsschieber 18, einen Hilfsschieber 20 sowie Regulierungs- und Hilfsfedern 22 bzw. 24. Im Betrieb reguliert die axiale Position des Regulierungsschiebers 18 im Gehäuse 16 den Druck des Öls, das zu einer zugehörigen, mit Öl betätigten Vorrichtung wie etwa einem (nicht gezeigten) Walzenstiftfolger fließt, aber auch zu Bauteilen, die eine Schmierung erfordern, wie etwa Nockenwellenlagern und Nockenoberflächen. Die axiale Position des Hilfsschiebers 20 bestimmt den nicht regulierten Öldruck im System, also entweder den hohen Druck oder den Druck null.
Der Regulierungsschieber 18 definiert eine erste Druckstirnfläche 26, eine Ansenkung 28, einen zwischen einem ersten Ende 32 und einer zweiten Druckstirnfläche 34 des Regulierungsschiebers 18 angeordneten Flussringraum 30 sowie eine Federbohrung 36. Der Regulierungsschieber 18 definiert außerdem eine Mittelachse A, wobei die Ansenkung 28, der Flussringraum 30 und die Federbohrung 36 konzentrisch mit der Mittelachse A angeordnet sind. Weiterhin im Regulierungsschieber 18 enthalten sind wenigstens eine radiale Abtastöffnung 38, die über das Fluid den Ringraum 30 mit der Ansenkung 28 verbindet, und wenigstens eine radiale Auslassöffnung 40 (davon sind 3 gezeigt), die über das Fluid die äußere Oberfläche 42 des Regulierungsschiebers 18 mit der Federbohrung 36 verbindet.
Wie wiederum in 1 gezeigt ist, umfasst der kappenförmige Hilfsschieber 20 ein offenes Ende 50 und ein geschlossenes Ende 52. Der Hilfsschieber 20 definiert eine Federtasche 54, wenigstens eine radiale Drucköffnung 56 und wenigstens eine Auslass/Belüftungs-Öffnung 58. (In beiden Fällen sind 3 gezeigt). Sowohl die Drucköffnungen als auch die Auslass/Belüftungs-Öffnungen verbinden über das Fluid eine äußere Oberfläche 60 des Hilfsschiebers 20 mit der Federtasche 54. Der Hilfsschieber 20 definiert außerdem eine Mittelachse B.
Allgemein umfasst das zylindrische Gehäuse 16 der Schieberventilbaueinheit 12 ein erstes Ende 62, ein zweites Ende 64, eine äußere Oberfläche 66 und eine innere Bohrung 68. Die innere Bohrung 68 definiert eine Regulierungskammer 70 mit einem ersten Durchmesser, eine Hilfskammer 72 mit einem zweiten Durchmesser und eine Stufe 74 zwischen ihnen. Der Durchmesser der Regulierungskammer 70 ist etwas größer als der Durchmesser der Hilfskammer 72, und beide sind konzentrisch mit der Mittelachse C des Gehäuses 16. Das Gehäuse 16 umfasst außerdem eine radiale Zufuhröffnung 76 und eine radiale Steueröffnung 78, die beide über das Fluid die äußere Oberfläche 66 des Gehäuses 16 mit der Regulierungskammer 70 der inneren Bohrung 68 verbinden. Das Gehäuse 16 definiert außerdem einen erste, entlang der Regulierungskammer 70 der inneren Bohrung 68 angeordnete innere ringförmige Nut 80, eine zweite innere ringförmige Nut 82 und eine dritte ringförmige Nut 84, die entlang der Hilfskammer 72 der inneren Bohrung 68 angeordnet ist. Die Hilfsöffnung 86 steht über das Fluid in Verbindung mit der zweiten inneren ringförmigen Nut 82 und kreuzt sie. Die Belüftungsöffnung 88 kreuzt die dritte innere ringförmige Nut 84 und verbindet diese Nut 84 über das Fluid mit der äußeren Oberfläche 66 des Gehäuses 16.
Der Hilfsschieber 20 ist im Gehäuse 16 verschiebbar angeordnet, sodass seine äußere Oberfläche 60 in engem, d. h. im Wesentlichen fluiddichten Kontakt mit der Wandung der Hilfskammer 72 des Gehäuses 16 steht. Der Regulierungsschieber 18 ist im Gehäuse 16 verschiebbar angeordnet, sodass seine äußere Oberfläche 42 in engem, d. h. im Wesentlichen fluiddichten Kontakt mit der Wandung der Regulierungskammer 70 des Gehäuses 16 steht. Die Mittelachsen A, B und C sind so ausgerichtet, dass sie miteinander zusammenfallen. Die Sperre 90 mit einer zentralen Öffnung 122 (4) ist an der Stufe 74 fest angebracht, sodass sie an ihrer Stelle bleibt, beispielsweise durch Presspassung oder Schweißung oder durch die Kraft der Regulierungsfeder, die eine größere Kraft als die Hilfsfeder 24 hat.
Ein erstes Ende der Hilfsfeder 24 steht in Kontakt mit der Sperre 90, um den Hilfsschieber 20 nach rechts vorzuspannen, wie in 1 und 2 gezeigt.
Ein erstes Ende der Regulierungsfeder 22 steht in Kontakt mit der Sperre 90, um den Regulierungsschieber 18 nach links vorzuspannen, wie in
4 gezeigt. Ein erstes Ende 62 des Gehäuses 16 ist durch einen Zapfen 92 auf fluiddichte Weise verschlossen, wie es auf dem Gebiet bekannt ist. Im derart montierten Zustand bilden die Zapfen 92, die innere Bohrung 68 des Gehäuses 16 und die erste Druckstirnfläche 26 des Regulierungsschiebers 18 gemeinsam eine Betätigungskammer 94.
Wie wiederum in 1 gezeigt ist, umfasst die Solenoidventilbaueinheit 14 einen Rahmen 96 mit einer primären Platte 98 und mehreren Windungen 99 in einer Spulenbaueinheit 100. Ein ferromagnetischer Tauchkern 102 ist innerhalb einer axialen Bohrung 104 verschiebbar angeordnet, wobei dieser Tauchkern 102 einen Solenoidanker definiert, um mit den Windungen 99 elektromagnetisch zusammenzuwirken. Ein axial angeordneter Betätigungsschaft 108 wird innerhalb des Tauchkerns 102 gehalten und erstreckt sich zur Verbindung mit dem Hilfsschieber 20 durch die axiale Bohrung 110 der primären Platte 98. Ein allgemein zylindrischer, nicht magnetischer Behälter 106 umgibt den Tauchkern 102, um diesen Tauchkern verschiebbar zu führen und bezüglich der primären Platte 98 axial zu zentrieren. Am Rahmen 96 ist, wie auf dem Gebiet bekannt ist, mittels eines Halterings 114 ein elektrischer Steckverbinder 112 befestigt, und (nicht gezeigte) elektrische Leitungen verbinden die Windungen des Elektromagneten 99 mit Anschlüssen 116, wie ebenfalls auf dem Gebiet bekannt ist. Die Solenoidbaueinheit 14 ist mittels einer O-Ring-Dichtung 118 oder Ähnlichem gegen die Schieberbaueinheit 12 abgedichtet und an ihr starr befestigt, beispielsweise durch Bördeln des Endes des Rahmens 96 über eine passende Endfläche des zweiten Endes 64 des Gehäuses 16.
Anhand von 2 bis 6 wird nun der Betrieb der integrierten Ölsteuerbaueinheit 10 erläutert. In der in 2 und 3 gezeigten Ansicht arbeitet die Steuerbaueinheit 10 in ihrer Regulierungsbetriebsart. Das bedeutet, die Solenoidventilbaueinheit 14 befindet sich im aberregten oder "Aus"-Zustand, und die Hilfsfeder 24 ist so gezeigt, wie sie den Hilfsschieber 20 nach rechts vorspannt (wie in der Figur dargestellt). Dadurch ist der Hilfsschieber 20 nicht am Regulieren des Ölflusses zum RFF beteiligt, wenn das Solenoid aberregt ist.
Das von der (nicht gezeigten) Motorölpumpe unter Druck zugeführte Öl 21 ist zur Zufuhröffnung 76, zum Flussringraum 30, durch die Abtastöffnung 38 sowie in die Betätigungskammer 94 gerichtet, in der es den Hydraulikdruck 95 gegen die erste Druckfläche 26 des Regulierungsschiebers 18 ausübt. Das Öl ist außerdem um den Flussringraum 30 zur Steueröffnung 78 gerichtet, in der das Öl durch (nicht gezeigte) Durchlässe gerichtet ist, um einen 2-stufigen Walzenstiftfolger eines entsprechenden 2-stufigen Ventilaktivierungs-Mechanismus 79 oder einer anderen (nicht gezeigten) umschaltbaren Steuervorrichtung der Brennkraftmaschine 81 zu betreiben. In der Druckregulierungs-Betriebsart steht das zum RFF gerichtete Öl unter relativ niedrigem Druck, und der RFF ist daher so positioniert, dass er in seiner "deaktivierten" Betriebsart arbeitet. In dieser Betriebsart kann das Öl weiterhin zu den Bauteilen fließen, die eine Schmierung erfordern.
Ein selbstregulierter Öldruck wird durch die Ölsteuerventil-Baueinheit 10 wie folgt aufrechterhalten. Indem der Öldruck an der Zufuhröffnung 76 ansteigt, baut sich ein Druck gegen die Stirnfläche 26 auf, sodass sich der Regulierungsschieber 18 gegen die Regulierungsfeder 22 nach rechts bewegt. Wie in 2 gezeigt ist, deckt der Ansatz 120 des Regulierungsschiebers 18 bei dessen Bewegung nach rechts die Zufuhröffnung 76 immer stärker ab und schränkt dadurch den Ölfluss durch die Zufuhröffnung 76 immer stärker ein; dadurch werden die Menge und der Druck des durch den Flussringraum 30 und durch die Steueröffnung 78 zum RFF fließenden Öls verringert, bis die vom Steuerdruck erzeugte hydraulische Kraft die Dehnkraft der Regulierungsfeder 22 ausgleicht. Dadurch sind der Fluss und der Druck des Öls zum RFF hin während dessen Deaktivierung selbstregelnd. Der resultierende relativ niedrige Öldruck genügt zum Beibehalten der allgemeinen Schmierung zugehöriger Oberflächen von Maschinenbauteilen, beispielsweise der Nockenoberflächen und der Nockenwellenlager.
Jegliche geringe Menge an Öl, die am Regulierungsschieber 18 vorbei zum Hilfsschieber 20 entweicht, wird aus der Auslass/Belüftungs-Öffnung 58 der Baueinheit, der dritten inneren ringförmigem Nut 84 und der Belüf tungsöffnung 88 abgelassen, wie in 1 gezeigt ist. Da die Hilfsöffnung 86, die auch von der Motorölpumpe Öl unter Druck aufnimmt, durch den nach rechts verschobenen Hilfsschieber 20 verschlossen ist, ist kein Öl unter Druck auf die zweite Druckstirnfläche 34 des Regulierungsschiebers 18 gerichtet, um die Dehnkraft der Regulierungsfeder 22 zu verstärken. Dadurch wird ein relativ niedriger Öldruck zum 2-stufigen RFF aufrechterhalten, sodass der VVA in der Deaktivierungsbetriebsart verbleibt.
Die Hochdruckbetriebsart ist in 4 gezeigt. In dieser Betriebsart befindet sich die Solenoidventilbaueinheit 14 in ihrer erregten oder "Ein"-Stellung, und der Hilfsschieber 20 ist nach links verschoben, wie in der Figur gezeigt. Der Ölfluss aus den Auslass/Belüftungs-Öffnungen 58 ist daran gehindert, in die dritte innere ringförmige Nut 84 und aus der Belüftungsöffnung 88 zu fließen. Jedoch kann unter Druck stehendes Öl von der Ölpumpe durch die Hilfsöffnung 86, die zweite innere ringförmige Nut 82 und die Drucköffnungen 56 in die Baueinheit fließen, wo es durch die Sperrenöffnung 122 und gegen die zweite Druckfläche 34 des Regulierungsschiebers 18 kommuniziert. Dieser Druck überwindet, gekoppelt mit der Vorspannkraft der Regulierungsfeder 22, den regulierten Hydrauliköldruck 95 in der Kammer 94 und zwingt den Regulierungsschieber 18 dazu, sich, wie gezeigt, nach links zu bewegen. Dies öffnet die Zufuhröffnung 76 zum Flussringraum 30 vollständig und überträgt dadurch den vollen, unregulierten Öldruck auf die Steueröffnung 78 und den RFF, um den 2-stufigen RFF in seine aktivierte oder hochstufige Betriebsart zu versetzen. Selbstverständlich steigt der Druck in der Kammer 94 gegen die erste Druckfläche 26 ebenfalls bis zum vollen Motorpumpendruck an, wird aber durch einen gleich hohen Druck gegen die zweite Druckfläche 34 ausgeglichen, der vom Hochdrucköl aus der Zufuhröffnung 86 ausgeübt wird; dadurch ist, wenn die Flächen 26, 34 gleich große Flächenin halte haben, nur die Federkraft ein die Position des Regulierungsschiebers bestimmender Faktor.
5 und 6 zeigen die Ölsteuerbaueinheit 10 in ihrer Auslassbetriebsart. In dieser Betriebsart stellt die Baueinheit den Druck des dem 2-stufigen RFF zugeführten Öls rasch von einem hohen Druck zum Aktivieren des RFF auf einen regulierten Druck zum Deaktivieren des RFF zurück. Die Solenoidventilbaueinheit 14 ist wiederum in ihrer aberregten oder "Aus"-Stellung gezeigt. Der Tauchkern 102 und der Hilfsschieber 20 sind nach rechts verschoben, wie in den Figuren gezeigt. Der Ölfluss aus der Hilfsöffnung 86 wird unmittelbar gesperrt, und der Ölfluss aus den Auslass/Belüftungs-Öffnungen 58 in die dritte innere ringförmige Nut 84 und aus der Belüftungsöffnung 88 wird wieder zugelassen, sodass der Öldruck gegen die zweite Stirnfläche 34 des Regulierungsschiebers 18 augenblicklich verringert wird. Da der Öldruck in der Betätigungskammer 94 noch hoch ist, bewegt sich der Regulierungsschieber 18 unmittelbar vollständig nach rechts, gegen die Regulierungsfeder 22 und gegen die Sperre 90. In dieser Position ist der Ölfluss durch die Zufuhröffnung 76 gesperrt. Außerdem fließt das Öl 21 unter hohem Druck vom 2-stufigen RFF durch die Steueröffnung 78 und um den Flussringraum 30 zurück, wo es durch die radiale Auslassöffnung 40 im Regulierungsschieber 18 über die erste innere ringförmige Nut 80 in die Federbohrung 36 übertragen werden kann, ferner durch die Sperrenöffnung 122 in die Federtasche 54 und nach außen durch die Auslass/Belüftungs-Öffnungen 58, die dritte innere ringförmige Nut 84 und die Belüftungsöffnung 88. Dadurch wird der Öldruck aus dem 2-stufigen RFF in die Öffnung 88 abgelassen, sodass der RFF unmittelbar aus einer aktivierten Betriebsart mit hohem Druck in eine deaktivierte Betriebsart mit niedrigem, reguliertem Druck zurückkehrt. Während der Druck 95 in der Kammer 94 infolge des Ölflusses aus der Betätigungskammer 94 durch die Abtastöffnung 38 abfällt, drückt die Re gulierungsfeder 22 den Regulierungsschieber 18 nach links, sodass sich die Zufuhröffnung 76 teilweise wieder öffnet, während die Baueinheit 10 in die in 2 gezeigte Niederdruck-Steuerbetriebsart zurückkehrt. Die Baueinheit 10 ist nun, wenn erforderlich, für die Reaktivierung zur Hochdruckbetriebsart bereit.

Claims

Umschaltbare Fluidsteuerventil-Baueinheit (10) zum Steuern des Flusses eines Hydraulikfluids (21) durch die Baueinheit zu einer Vorrichtung, wobei die Baueinheit umfasst: a) Mittel zum Erzeugen eines Flusses des Hydraulikfluids (21) durch die Baueinheit in einer ersten Betriebsart bei einem ersten und hohen Hydraulikdruck; b) Mittel zum Regulieren des Flusses des Hydraulikfluids durch die Baueinheit in einer zweiten Betriebsart bei einem zweiten und niedrigeren Hydraulikdruck; und c) Mittel zum wahlweisen Umschalten zwischen der ersten und der zweiten Betriebsart, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Umschalten Mittel umfassen, mit denen während des Umschaltens von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart der Fluss des Hydraulikfluids von einer ersten Fluidzufuhröffnung (76) für die Verbindung mit einer Fluidquelle (21) beim ersten Druck auf null verringert wird.
Umschaltbare Fluidsteuerventil-Baueinheit (10) nach Anspruch 1, die umfasst: a) ein Gehäuse (16) mit einer Längsbohrung (68) darin, wobei die Bohrung eine Regulierungskammer (70) und eine Hilfskammer (72) umfasst und wobei die Regulierungskammer wenigstens eine erste Fluidzufuhröffnung (76) für die Verbindung mit einer Fluidquelle (21) bei dem ersten Druck und eine Fluidsteueröffnung (78) für die Verbindung mit einer Vorrichtung (79) aufweist, damit diese umschaltbar gesteuert wird und wobei die Hilfskammer (72) wenigstens eine zweite Fluidzufuhröffnung (86), ebenfalls für die Verbindung mit der Fluidquelle (21) bei dem ersten Druck sowie eine Fluidauslassöffnung (58) aufweist; b) einen in der Regulierungskammer (70) verschiebbar angeordneten Regulierungsschieber (18), der Mittel zur selektiven Abdeckung der ersten Fluidzufuhröffnung (76) aufweist, wobei der Regulierungsschieber eine erste (26) und eine zweite (34) Druckfläche aufweist, die einander gegenüber liegen; c) einen in der Hilfskammer (72) verschiebbar angeordneten Hilfsschieber (20), der Mittel zur selektiven Abdeckung der zweiten Fluidzufuhröffnung (86) und Mittel zur selektiven Abdeckung der Fluidauslassöffnung (58) aufweist, wobei der Hilfsschieber weiterhin Mittel zur selektiven Verbindung der zweiten Fluidzufuhröffnung mit der Regulierungskammer umfasst; d) Regulierungsfedermittel (22) zum Vorspannen des Regulierungsschiebers zu einer ersten Endposition in der Regulierungskammer (70); e) Hilfsfedermittel (24) zum Vorspannen des Hilfsschiebers (20) zu einer zweiten Endposition in der Hilfskammer (72); und f) am Hilfsschieber (20) befestigte Betätigungsmittel (14) zum selektiven Positionieren des Hilfsschiebers innerhalb der Hilfskammer (72), um über das Fluid entweder die zweite Fluidzufuhröffnung (86) oder die Auslassöffnung (58) mit der zweiten Druckfläche (34) des Regulierungsschiebers (18) zu verbinden.
Ventilbaueinheit (10) nach Anspruch 2, die ferner eine mit Öffnungen versehene Trenneinrichtung (90) umfasst, die innerhalb der Längsbohrung (68) fest angebracht ist, um eine Begrenzung zwischen der Regulierungskammer (70) und der Hilfskammer (72) zu definieren.
Ventilbaueinheit (10) nach Anspruch 3, wobei die Regulierungsfedermittel (22) und die Hilfsfedermittel (24) Spiraldruckfedern sind und wobei die mit Öffnungen versehene Trenneinrichtung (90) einen Federsitz für jede dieser Federn definiert.
Ventilbaueinheit nach Anspruch 2, wobei das Betätigungsmittel (14) ein Linearsolenoid ist.
Ventilbaueinheit nach Anspruch 5, wobei das Solenoid erregt werden kann, um den Hilfsschieber (20) so zu bewegen, dass die zweite Fluidzufuhröffnung (86) mit der Regulierungskammer (70) verbunden wird, und aberregt werden kann, um den Hilfsschieber (58) so zu bewegen, dass die Auslassöffnung mit der Regulierungskammer (70) verbunden wird.
Ventilbaueinheit (10) nach Anspruch 2, wobei die erste Druckfläche (26) den Regulierungsfedermitteln (22) gegenüber liegt, wobei die Baueinheit weiterhin Fluidverbindungsmittelumfasst, die die erste Zufuhröffnung (76) mit der ersten Druckfläche (26) verbinden, sodass dieser Fluidfluss durch die Fluidverbindungsmittel dazu führt, dass der Regulierungsschieber (18) in der Bohrung (68) axial bewegt wird, so dass die erste Zufuhröffnung (76) teilweise abgedeckt und der Hydraulikdruck unterstromig von der ersten Zufuhröffnung (76) verringert wird sowie das Fluid von der Ventilbaueinheit (10) der Vorrichtung (79) bei dem zweiten und niedrigeren Hydraulikdruck zugeführt wird.
Ventilbaueinheit (10) nach Anspruch 7, wobei das Fluid (21) Motorenöl ist.
Brennkraftmaschine (81), die einen zweistufigen Ventilaktivierungsmechanismus (79) mit einer umschaltbaren Fluidsteuerventil-Baueinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.