EP2009255A1 - Nozzle valve for a combustion engine with electrohydraulic valve control - Google Patents

Nozzle valve for a combustion engine with electrohydraulic valve control Download PDF

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EP2009255A1
EP2009255A1 EP08156892A EP08156892A EP2009255A1 EP 2009255 A1 EP2009255 A1 EP 2009255A1 EP 08156892 A EP08156892 A EP 08156892A EP 08156892 A EP08156892 A EP 08156892A EP 2009255 A1 EP2009255 A1 EP 2009255A1
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EP
European Patent Office
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valve
chamber
section
throttle
throttle valve
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EP08156892A
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German (de)
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EP2009255B1 (en
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Calin Petru Itoafa
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IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Schaeffler KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • F01L1/16—Silencing impact; Reducing wear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a throttle valve for an internal combustion engine with electro-hydraulic valve control for the variable actuation of a spring-loaded in the closing direction gas exchange valve.
  • the valve control has a gas exchange valve remote drive side with a hydraulic donor chamber and a gas exchange valve near the driven side with a hydraulic slave chamber which communicates via a main flow path and a secondary flow path hydraulically with the donor chamber.
  • the throttle valve has a liftable in the direction of flow valve body, which is arranged between a stationary in the secondary flow path receiving chamber side stop surface and a stationary extending in the secondary flow path geberhat technologyen stop surface and the system releases at the acceptor side abutment surface bounded by the geberhunt facultyen stop surface inflow cross section and the plant at the encoder chamber side stop surface closes the inflow cross section except for a throttle cross section.
  • While hydraulic valve brakes are known in various structural configurations in the prior art, serving as a hydraulic valve brake throttle valve of the type mentioned is considered from the considered generic US 5,577,468 out.
  • the throttle valve used there in the secondary flow path is the throttled emptying of the slave chamber in the final closing phase of the gas exchange valve by then both the main flow and the inflow cross section in the secondary flow path are closed except for a remaining throttle cross-section through which the hydraulic fluid can escape from the slave chamber.
  • the throttle valve allows in the initial opening phase of the gas exchange valve in favor of its high opening acceleration to a low-throttle and thus fast filling of the slave chamber by then the inflow cross-section is already open before opening the main flow path.
  • the central component of the proposed in the cited document throttle valve is designed as a plate valve body, wherein the throttle cross-section is formed either by a central bore through the plate or by a local bead on the surface thereof.
  • the indentation provided on the plate surface as an alternative to the bore has the disadvantage that the plate is always in the correct orientation, i. must be mounted with the indentation opposite to the encoder chamber-side stop surface, since the opposite surface of the plate with significantly larger indentations, which form the flow cross section to the slave chamber, is provided. Consequently, the hydraulic valve brake function would not be given in a faulty mounting of the plate also.
  • the present invention is therefore the object of a throttle valve of the type mentioned in such a way that the disadvantages mentioned are eliminated by simple means. Accordingly, on the one hand, the function of the throttle valve as a hydraulic valve brake within the usual life expectancy for internal combustion engine can be reliably maintained and on the other hand, the manufacture of the throttle valve under high volume conditions and be cost effective in terms of incorrect assembly of the valve body.
  • the throttle cross-section should be formed by one or more bead-like recesses in the encoder chamber side stop surface.
  • the invention is based on the idea not to arrange the throttle cross-section in the valve body itself, but on the encoder chamber side stop surface in the form of bead-like, ie recessed recesses.
  • a significant advantage over the well known in the cited prior art hole in the plate is the significantly lower sensitivity of the moldings with regard to clogging or clogging with dirt particles, since the indentations also in contact with the valve body at the acceptor chamber side stop surface, i. are freewheeled by the then entering into the slave chamber hydraulic fluid when released inflow cross-section. Consequently, dirt particles that may accumulate during the final closing phase of the gas exchange valve in the recesses, be flushed out of the recesses during the subsequent opening phase of the gas exchange valve.
  • the throttle cross-section formed in the encoder chamber-side abutment surface has over the known plate with throttle cross-section on the surface especially the advantage that the valve body can be formed symmetrically and in the case of a plate with identical surfaces and thus can be mounted with any orientation.
  • the geometry of the valve body is freely selectable within wide limits, so that instead of the known plate, for example, a ball or a conical valve body can be used.
  • the indentations have a substantially circular segment-shaped cross section with a depth of 0.03 mm to 0.09 mm and preferably from 0.05 mm to 0.07 mm.
  • this design of the indentations is particularly advantageous if the indentations are made without cutting by embossing.
  • the throttle valve should be formed as the valve body and a valve housing with the stop surfaces extending therein comprehensive unit.
  • the valve housing is formed in two parts with a valve carrier and a socket, wherein the socket is inserted in a receiving chamber-side hollow cylindrical recess of the valve carrier.
  • the encoder chamber-side abutment surface are formed by a bottom of the recess and the receiving chamber side abutment surface by a bottom facing annular end face of the socket.
  • the bush for axial positional fixation in the valve housing should be provided with a collar which bears against an end face of the valve carrier facing the slave chamber.
  • a sufficient flow cross-section for the inflowing into the receiving chamber hydraulic fluid can be produced particularly easily produced by the valve body is formed as a flat plate and only partially covered when applied to the annular end face of the bushing limited by the annular end face flow cross-section.
  • the plate as a simple stamped part and on the other hand, the annular end face of the socket be made completely flat, so that despite the sealing effect in the contact region of these two parts required for a quick filling of the slave chamber flow cross section remains.
  • a preferred form of the plate substantially corresponds to a rectangle with opposite thereto adjacent circle segments.
  • FIG. 1 is an essential for the understanding of the invention section of an electro-hydraulic valve control 1 for the variable actuation of a spring-loaded in the closing direction gas exchange valve 2 disclosed. Shown is a mounted in a cylinder head of an internal combustion engine actuator housing 3 with a receiving bore 4, in which a slave housing 5 is screwed.
  • the slave housing 5 serves for the longitudinally movable mounting of an elongate working piston 6 of an otherwise known hydraulic valve clearance compensation device 7, which contacts the shaft end of the gas exchange valve 2.
  • valve clearance compensation device 7 via a connected to the lubricant circuit of the engine supply bore 8 and a tap hole 9 in the actuator housing 3, an outer annular groove 10 and with this - not visible here - connected inner annular groove 11 in the slave housing 5 and a transverse bore 12 in the working piston 6.
  • a co-moving with the working piston 6 slave piston 13 is limited with its gas exchange valve 2 end face 14 a hydraulic slave chamber 15 whose volume in the closed position of the gas exchange valve 2 shown here only the interior of a - here not shown in section - throttle valve 16 corresponds.
  • the known to be located on the gas exchange valve near output side of the valve control 1 slave chamber 15 is connected via a main flow path 17 in the form of holes 18 in the slave housing 5 and a Maustrompfad 19 in the form of the throttle valve 16 and a recess 4 for receiving bore 4 in the actuator housing 3 to a on the Gas monventilfernen drive side of the valve control 1 extending donor chamber 21 connected.
  • This is visible here only in the form of an inlet bore 22 in the actuator housing 3 and an annular chamber 23 between the actuator housing 3 and the slave housing 5.
  • the fixed throttle valve 16 in the secondary flow path serves as a hydraulic valve brake by the gas exchange valve 2 in its final closing phase, i. decelerates shortly before reaching its closed position to a set according to acoustic and mechanical criteria Aufsetz ancient.
  • the final closing phase begins at the time when the bores 18 in the slave housing 5 are being closed by the returning slave piston 13 and consequently the hydraulic fluid can only escape from the slave chamber 15 via the throttle valve 16.
  • the throttle valve 16 is formed as a structural unit and comprises a two-part valve housing 24 with a valve carrier 25 and a bushing 26 which is inserted in a slave chamber side hollow cylindrical recess 27 of the valve carrier 25, and a valve body 28 formed here as a flat plate, in the flow direction of the hydraulic fluid between a receiving chamber-side stop surface 29 and a geberhunt principleen stop surface 30 is arranged to be movable.
  • the encoder chamber side abutment surface 30 are formed by a bottom 31 of the recess 27 and the receiving chamber side abutment surface 29 by a bottom 31 facing annular end face 32 of the bushing 26.
  • the sleeve 26 is provided with a collar 33 which rests against one of the slave chamber 15 facing end face 34 of the valve carrier 25.
  • the valve carrier 25 also has a radially outwardly directed collar 35, so that the Throttle valve 16, as in FIG. 1 recognizable, between the gas exchange valve remote end face 36 of the slave housing 5 and a shoulder 37 of the receiving bore 4 can be clamped.
  • FIG. 2 illustrated abutment position of the plate 28, in which this abuts the receiving chamber-side abutment surface 29, a limited by the encoder chamber-side stop surface 30 inlet cross-section 38 is released.
  • the hydraulic fluid in this position of the plate 28 largely unthrottled to flow into the slave chamber 15 by the plate 28 only partially obscured by the annular end face 32 of the sleeve 26 flow cross-section 39.
  • the plate 28 has a shape corresponding to a rectangle with opposite thereto adjoining and flush with the annular end face 32 flush circle segments.
  • FIG. 3 illustrated bottom view of the valve carrier 25 is formed by the bottom 31 of the recess 27 formed geberhunt worne stop surface 30 with two diametrically opposite bead-like indentations 40.
  • FIG. 4 As can be seen, in the case of the voltage applied to the encoder chamber side abutment surface 30 plate 28 of the inflow cross section 38 is closed in the valve carrier 25 to a throttle cross section formed by the indentations 40. This state occurs at closing gas exchange valve 2, wherein the hydraulic means located in the slave chamber 15 is initially mainly displaced via the bores 18 in the slave housing 5 and then, when the holes 18 are closed by the slave piston 13, only by the indentations 40 in the Donor chamber 21 can escape with a corresponding delay of the gas exchange valve 2.
  • the indentations 40 produced without cutting by embossing the valve carrier 25 have a substantially circular segment-shaped cross section with a depth of only in view of a long service life of the embossing tool 0.05mm to 0.07mm.
  • corresponding throttle cross section may be formed differently from the embodiment of the throttle valve 16 shown here by only one or more than two indentations 40, which may also have a non-circular segmental cross-section and / or one of have significantly different depths in the specified range.

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Abstract

The throttle valve (16) has electrohydraulic valve control for variable actuation of a gas exchange valve subjected to spring force in closing direction. A valve body is provided with lift movement in flow direction that is arranged between a fixed slave chamber-side abutment surface (29) and a fixed master chamber-side abutment surface (30) running in a secondary current path. The throttle cross section is formed by one or multiple bead-shaped indentations (40) in the master chamber-side abutment surface.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Drosselventil für eine Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung zur variablen Betätigung eines in Schließrichtung federkraftbeaufschlagten Gaswechselventils. Die Ventilsteuerung weist eine gaswechselventilferne Antriebsseite mit einer hydraulischen Geberkammer und eine gaswechselventilnahe Abtriebsseite mit einer hydraulischen Nehmerkammer auf, die über einen Hauptstrompfad und einen Nebenstrompfad hydraulisch mit der Geberkammer kommuniziert. Das Drosselventil weist einen in Stromrichtung hubbeweglichen Ventilkörper auf, der zwischen einer ortsfest im Nebenstrompfad verlaufenden nehmerkammerseitigen Anschlagfläche und einer ortsfest im Nebenstrompfad verlaufenden geberkammerseitigen Anschlagfläche angeordnet ist und der bei Anlage an der nehmerkammerseitigen Anschlagfläche einen von der geberkammerseitigen Anschlagfläche begrenzten Zuflussquerschnitt freigibt und der bei Anlage an der geberkammerseitigen Anschlagfläche den Zuflussquerschnitt bis auf einen Drosselquerschnitt verschließt.The invention relates to a throttle valve for an internal combustion engine with electro-hydraulic valve control for the variable actuation of a spring-loaded in the closing direction gas exchange valve. The valve control has a gas exchange valve remote drive side with a hydraulic donor chamber and a gas exchange valve near the driven side with a hydraulic slave chamber which communicates via a main flow path and a secondary flow path hydraulically with the donor chamber. The throttle valve has a liftable in the direction of flow valve body, which is arranged between a stationary in the secondary flow path receiving chamber side stop surface and a stationary extending in the secondary flow path geberkammerseitigen stop surface and the system releases at the acceptor side abutment surface bounded by the geberkammerseitigen stop surface inflow cross section and the plant at the encoder chamber side stop surface closes the inflow cross section except for a throttle cross section.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

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.In electrohydraulic valve controls come to produce acoustically and mechanically acceptable Aufsetzgeschwindigkeiten the gas exchange valves usually called hydraulic valve brakes are used. These are based on the principle that in the final closing phase of the gas exchange valve acted upon by spring force, the hydraulic fluid volume to be displaced from the slave chamber can escape only comparatively slowly via a defined throttle cross section in the direction of the master chamber. Accordingly, the gas exchange valve is decelerated shortly before reaching the valve seat to a relatively small touchdown speed.

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 US 5,577,468 hervor. Das dort im Nebenstrompfad eingesetzte Drosselventil dient der gedrosselten Entleerung der Nehmerkammer in der finalen Schließphase des Gaswechselventils, indem dann sowohl der Hauptstromfahrt als auch der Zuflussquerschnitt im Nebenstrompfad bis auf einen verbleibenden Drosselquerschnitt verschlossen sind, über welchen das Hydraulikmittel aus der Nehmerkammer entweichen kann. Demgegenüber lässt das Drosselventil in der initialen Öffnungsphase des Gaswechselventils zugunsten dessen hoher Öffnungsbeschleunigung eine drosselarme und somit schnelle Befüllung der Nehmerkammer zu, indem dann der Zuflussquerschnitt bereits vor dem Öffnen des Hauptstrompfades geöffnet ist. Zentrales Bauteil des in der zitierten Druckschrift vorgeschlagenen Drosselventils ist ein als Platte ausgebildeter Ventilkörper, wobei der Drosselquerschnitt entweder durch eine zentrale Bohrung durch die Platte oder durch eine lokale Sicke an deren Oberfläche gebildet ist.While hydraulic valve brakes are known in various structural configurations in the prior art, serving as a hydraulic valve brake throttle valve of the type mentioned is considered from the considered generic US 5,577,468 out. The throttle valve used there in the secondary flow path is the throttled emptying of the slave chamber in the final closing phase of the gas exchange valve by then both the main flow and the inflow cross section in the secondary flow path are closed except for a remaining throttle cross-section through which the hydraulic fluid can escape from the slave chamber. In contrast, the throttle valve allows in the initial opening phase of the gas exchange valve in favor of its high opening acceleration to a low-throttle and thus fast filling of the slave chamber by then the inflow cross-section is already open before opening the main flow path. The central component of the proposed in the cited document throttle valve is designed as a plate valve body, wherein the throttle cross-section is formed either by a central bore through the plate or by a local bead on the surface thereof.

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.Although the throttle characteristic of a small and especially short bore of a diaphragm with ideally viscosity-independent throttling comes very close, there is always the increased due to the small throttle cross section Risk of clogging or clogging of the bore with dirt particles in the hydraulic fluid and, accordingly, failure of the hydraulic valve brake function.

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.The indentation provided on the plate surface as an alternative to the bore has the disadvantage that the plate is always in the correct orientation, i. must be mounted with the indentation opposite to the encoder chamber-side stop surface, since the opposite surface of the plate with significantly larger indentations, which form the flow cross section to the slave chamber, is provided. Consequently, the hydraulic valve brake function would not be given in a faulty mounting of the plate also.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Drosselventil 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.The present invention is therefore the object of a throttle valve of the type mentioned in such a way that the disadvantages mentioned are eliminated by simple means. Accordingly, on the one hand, the function of the throttle valve as a hydraulic valve brake within the usual life expectancy for internal combustion engine can be reliably maintained and on the other hand, the manufacture of the throttle valve under high volume conditions and be cost effective in terms of incorrect assembly of the valve body.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

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 in Form der sickenartigen, d.h. zurückspringenden Einformungen anzuordnen.The solution of this problem arises from the characterizing features of claim 1, while advantageous developments and refinements of the invention are the dependent claims can be removed. Accordingly, the throttle cross-section should be formed by one or more bead-like recesses in the encoder chamber side stop surface. The invention is based on the idea not to arrange the throttle cross-section in the valve body itself, but on the encoder chamber side stop surface in the form of bead-like, ie recessed recesses.

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 Anschlagfläche, d.h. bei freigegebenem Zuflussquerschnitt durch das dann in die Nehmerkammer 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.A significant advantage over the well known in the cited prior art hole in the plate is the significantly lower sensitivity of the moldings with regard to clogging or clogging with dirt particles, since the indentations also in contact with the valve body at the acceptor chamber side stop surface, i. are freewheeled by the then entering into the slave chamber hydraulic fluid when released inflow cross-section. Consequently, dirt particles that may accumulate during the final closing phase of the gas exchange valve in the recesses, be flushed out of the recesses during the subsequent opening phase of the gas exchange valve.

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.The throttle cross-section formed in the encoder chamber-side abutment surface has over the known plate with throttle cross-section on the surface especially the advantage that the valve body can be formed symmetrically and in the case of a plate with identical surfaces and thus can be mounted with any orientation. The geometry of the valve body is freely selectable within wide limits, so that instead of the known plate, for example, a ball or a conical valve body can be used.

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.In a further development of the invention, it is provided that the indentations have a substantially circular segment-shaped cross section with a depth of 0.03 mm to 0.09 mm and preferably from 0.05 mm to 0.07 mm. In view of high tool life, this design of the indentations is particularly advantageous if the indentations are made without cutting by embossing.

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.In addition, the throttle valve should be formed as the valve body and a valve housing with the stop surfaces extending therein comprehensive unit. As is also clear from a later explained embodiment of the invention, it may be necessary to manufacture the throttle valve as a high-precision part separately from a gas exchange valve-side slave unit and to mount as a unit in the internal combustion engine. In an expedient embodiment, the valve housing is formed in two parts with a valve carrier and a socket, wherein the socket is inserted in a receiving chamber-side hollow cylindrical recess of the valve carrier. In this case, the encoder chamber-side abutment surface are formed by a bottom of the recess and the receiving chamber side abutment surface by a bottom facing annular end face of the socket.

Ferner soll die Buchse zur axialen Lagefixierung im Ventilgehäuse mit einem Bund, der an einer der Nehmerkammer zugewandten Stirnfläche des Ventilträgers anliegt, versehen sein.Furthermore, the bush for axial positional fixation in the valve housing should be provided with a collar which bears against an end face of the valve carrier facing the slave chamber.

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.A sufficient flow cross-section for the inflowing into the receiving chamber hydraulic fluid can be produced particularly easily produced by the valve body is formed as a flat plate and only partially covered when applied to the annular end face of the bushing limited by the annular end face flow cross-section. In other words, on the one hand, the plate as a simple stamped part and on the other hand, the annular end face of the socket be made completely flat, so that despite the sealing effect in the contact region of these two parts required for a quick filling of the slave chamber flow cross section remains. In this case, a preferred form of the plate substantially corresponds to a rectangle with opposite thereto adjacent circle segments.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1
einen für die Erläuterung der Erfindung hilfreichen Längsschnitt durch die Nehmerseite einer elektrohydraulischen Ventilsteuerung;
Figur 2
einen Längsschnitt durch ein als Baueinheit ausgeführtes Drosselventil, wobei der Ventilkörper an der nehmerkammerseitigen Anschlagfläche anliegt;
Figur 3
eine Untersicht des Ventilgehäuses gemäß Figur 2;
Figur 4
das Drosselventil gemäß Figur 2, wobei der Ventilkörper an der geberkammerseitigen Anschlagfläche anliegt und
Figur 5
eine perspektivische Ansicht des Ventilkörpers und einer Buchse als Teil der Baueinheit gemäß Figur 2.
Further features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings, in which an embodiment of the invention is shown. Show it:
FIG. 1
a helpful for the explanation of the invention longitudinal section through the slave side of an electro-hydraulic valve control;
FIG. 2
a longitudinal section through a designed as a structural unit throttle valve, wherein the valve body rests against the receiving chamber-side stop surface;
FIG. 3
a bottom view of the valve housing according to FIG. 2 ;
FIG. 4
the throttle valve according to FIG. 2 , wherein the valve body rests against the encoder chamber side stop surface and
FIG. 5
a perspective view of the valve body and a socket as part of the assembly according to FIG. 2 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

In Figur 1 ist ein für das Verständnis der Erfindung wesentlicher Ausschnitt einer elektrohydraulischen Ventilsteuerung 1 zur variablen Betätigung eines in Schließrichtung federkraftbeaufschlagten Gaswechselventils 2 offenbart. Dargestellt ist ein in einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine montiertes Aktuatorgehäuse 3 mit einer Aufnahmebohrung 4, in die ein Nehmergehäuse 5 eingeschraubt ist. Das Nehmergehäuse 5 dient zur längsbeweglichen Lagerung eines langgestreckten Arbeitskolbens 6 einer ansonsten bekannten hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtung 7, die das Schaftende des Gaswechselventils 2 kontaktiert. Die Hydraulikmittelversorgung der Ventilspielausgleichsvorrichtung 7 erfolgt über eine an den Schmiermittelkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossene Versorgungsbohrung 8 und eine Stichbohrung 9 im Aktuatorgehäuse 3, eine äußere Ringnut 10 und eine mit dieser - hier nicht sichtbar - verbundene innere Ringnut 11 im Nehmergehäuse 5 sowie eine Querbohrung 12 im Arbeitskolben 6. Ein mit dem Arbeitskolben 6 mitbewegter Nehmerkolben 13 begrenzt mit seiner dem Gaswechselventil 2 abgewandten Stirnseite 14 eine hydraulische Nehmerkammer 15, deren Volumen in der hier dargestellten geschlossenen Position des Gaswechselventils 2 lediglich dem Innenraum eines - hier nicht im Schnitt dargestellten - Drosselventils 16 entspricht.In FIG. 1 is an essential for the understanding of the invention section of an electro-hydraulic valve control 1 for the variable actuation of a spring-loaded in the closing direction gas exchange valve 2 disclosed. Shown is a mounted in a cylinder head of an internal combustion engine actuator housing 3 with a receiving bore 4, in which a slave housing 5 is screwed. The slave housing 5 serves for the longitudinally movable mounting of an elongate working piston 6 of an otherwise known hydraulic valve clearance compensation device 7, which contacts the shaft end of the gas exchange valve 2. The hydraulic fluid supply of the valve clearance compensation device 7 via a connected to the lubricant circuit of the engine supply bore 8 and a tap hole 9 in the actuator housing 3, an outer annular groove 10 and with this - not visible here - connected inner annular groove 11 in the slave housing 5 and a transverse bore 12 in the working piston 6. A co-moving with the working piston 6 slave piston 13 is limited with its gas exchange valve 2 end face 14 a hydraulic slave chamber 15 whose volume in the closed position of the gas exchange valve 2 shown here only the interior of a - here not shown in section - throttle valve 16 corresponds.

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.The known to be located on the gas exchange valve near output side of the valve control 1 slave chamber 15 is connected via a main flow path 17 in the form of holes 18 in the slave housing 5 and a Nebenstrompfad 19 in the form of the throttle valve 16 and a recess 4 for receiving bore 4 in the actuator housing 3 to a on the Gaswechselventilfernen drive side of the valve control 1 extending donor chamber 21 connected. This is visible here only in the form of an inlet bore 22 in the actuator housing 3 and an annular chamber 23 between the actuator housing 3 and the slave housing 5.

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.The fixed throttle valve 16 in the secondary flow path serves as a hydraulic valve brake by the gas exchange valve 2 in its final closing phase, i. decelerates shortly before reaching its closed position to a set according to acoustic and mechanical criteria Aufsetzgeschwindigkeit. The final closing phase begins at the time when the bores 18 in the slave housing 5 are being closed by the returning slave piston 13 and consequently the hydraulic fluid can only escape from the slave chamber 15 via the throttle valve 16.

Gemäß den Figuren 2, 3 und 5 ist das Drosselventil 16 als Baueinheit ausgebildet und umfasst ein zweiteiliges Ventilgehäuse 24 mit einem Ventilträger 25 und einer Buchse 26, die in einer nehmerkammerseitigen hohlzylindrischen Ausnehmung 27 des Ventilträgers 25 eingesetzt ist, sowie einen hier als ebene Platte ausgebildeten Ventilkörper 28, der in Stromrichtung des Hydraulikmittels zwischen einer nehmerkammerseitigen Anschlagfläche 29 und einer geberkammerseitigen Anschlagfläche 30 hubbeweglich angeordnet ist. Dabei sind die geberkammerseitige Anschlagfläche 30 durch einen Boden 31 der Ausnehmung 27 und die nehmerkammerseitige Anschlagfläche 29 durch eine dem Boden 31 zugewandte Ringstirnfläche 32 der Buchse 26 gebildet. Ferner ist die Buchse 26 mit einem Bund 33 versehen, der an einer der Nehmerkammer 15 zugewandten Stirnfläche 34 des Ventilträgers 25 anliegt. Der Ventilträger 25 weist ebenfalls einen radial auswärts gerichteten Bund 35 auf, so dass das Drosselventil 16, wie in Figur 1 erkennbar, zwischen der gaswechselventilfernen Stirnseite 36 des Nehmergehäuses 5 und einer Schulter 37 der Aufnahmebohrung 4 eingespannt werden kann.According to the FIGS. 2, 3 and 5 the throttle valve 16 is formed as a structural unit and comprises a two-part valve housing 24 with a valve carrier 25 and a bushing 26 which is inserted in a slave chamber side hollow cylindrical recess 27 of the valve carrier 25, and a valve body 28 formed here as a flat plate, in the flow direction of the hydraulic fluid between a receiving chamber-side stop surface 29 and a geberkammerseitigen stop surface 30 is arranged to be movable. In this case, the encoder chamber side abutment surface 30 are formed by a bottom 31 of the recess 27 and the receiving chamber side abutment surface 29 by a bottom 31 facing annular end face 32 of the bushing 26. Further, the sleeve 26 is provided with a collar 33 which rests against one of the slave chamber 15 facing end face 34 of the valve carrier 25. The valve carrier 25 also has a radially outwardly directed collar 35, so that the Throttle valve 16, as in FIG. 1 recognizable, between the gas exchange valve remote end face 36 of the slave housing 5 and a shoulder 37 of the receiving bore 4 can be clamped.

In der in Figur 2 dargestellten Anschlagsposition der Platte 28, bei welcher diese an der nehmerkammerseitigen Anschlagfläche 29 anliegt, wird ein von der geberkammerseitigen Anschlagfläche 30 begrenzter Zuflussquerschnitt 38 freigegeben. Wie es in Verbindung mit der perspektivischen Darstellung der Platte 28 und der Buchse 26 in Figur 5 erkennbar ist, kann das Hydraulikmittel in dieser Stellung der Platte 28 weitgehend ungedrosselt in die Nehmerkammer 15 einströmen, indem die Platte 28 einen von der Ringstirnfläche 32 der Buchse 26 begrenzten Durchflussquerschnitt 39 nur teilweise verdeckt. Hierzu weist die Platte 28 eine Formgebung entsprechend einem Rechteck mit sich gegenüberliegend daran anschließenden und mit der Ringstirnfläche 32 bündig abschließenden Kreissegmenten auf.In the in FIG. 2 illustrated abutment position of the plate 28, in which this abuts the receiving chamber-side abutment surface 29, a limited by the encoder chamber-side stop surface 30 inlet cross-section 38 is released. As in connection with the perspective view of the plate 28 and the socket 26 in FIG. 5 can be seen, the hydraulic fluid in this position of the plate 28 largely unthrottled to flow into the slave chamber 15 by the plate 28 only partially obscured by the annular end face 32 of the sleeve 26 flow cross-section 39. For this purpose, the plate 28 has a shape corresponding to a rectangle with opposite thereto adjoining and flush with the annular end face 32 flush circle segments.

In der in Figur 3 dargestellten Untersicht auf den Ventilträger 25 ist die durch den Boden 31 der Ausnehmung 27 gebildete geberkammerseitige Anschlagfläche 30 mit zwei diametral gegenüberliegenden sickenartigen Einformungen 40 zu erkennen. Wie aus Figur 4 hervorgeht, wird im Falle der an der geberkammerseitigen Anschlagfläche 30 anliegenden Platte 28 der Zuflussquerschnitt 38 im Ventilträger 25 bis auf einen durch die Einformungen 40 gebildeten Drosselquerschnitt verschlossen. Dieser Zustand tritt bei schließendem Gaswechselventil 2 auf, wobei das in der Nehmerkammer 15 befindliche Hydraulikmittel zunächst hauptsächlich über die Bohrungen 18 im Nehmergehäuse 5 verdrängt wird und anschließend, wenn die Bohrungen 18 durch den Nehmerkolben 13 verschlossen sind, nur noch durch die Einformungen 40 in die Geberkammer 21 bei entsprechender Verzögerung des Gaswechselventils 2 entweichen kann.In the in FIG. 3 illustrated bottom view of the valve carrier 25 is formed by the bottom 31 of the recess 27 formed geberkammerseitige stop surface 30 with two diametrically opposite bead-like indentations 40. How out FIG. 4 As can be seen, in the case of the voltage applied to the encoder chamber side abutment surface 30 plate 28 of the inflow cross section 38 is closed in the valve carrier 25 to a throttle cross section formed by the indentations 40. This state occurs at closing gas exchange valve 2, wherein the hydraulic means located in the slave chamber 15 is initially mainly displaced via the bores 18 in the slave housing 5 and then, when the holes 18 are closed by the slave piston 13, only by the indentations 40 in the Donor chamber 21 can escape with a corresponding delay of the gas exchange valve 2.

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.The indentations 40 produced without cutting by embossing the valve carrier 25 have a substantially circular segment-shaped cross section with a depth of only in view of a long service life of the embossing tool 0.05mm to 0.07mm. Depending on the desired deceleration characteristic of the gas exchange valve 2 of the indentations 40 corresponding throttle cross section may be formed differently from the embodiment of the throttle valve 16 shown here by only one or more than two indentations 40, which may also have a non-circular segmental cross-section and / or one of have significantly different depths in the specified range.

Liste der BezugszahlenList of reference numbers

11
Ventilsteuerungvalve control
22
GaswechselventilGas exchange valve
33
Aktuatorgehäuseactuator housing
44
Aufnahmebohrunglocation hole
55
Nehmergehäusetakers housing
66
Arbeitskolbenworking piston
77
VentilspielausgleichsvorrichtungValve lash adjuster
88th
Versorgungsbohrungsupply hole
99
Stichbohrungbranch bore
1010
äußere Ringnutouter ring groove
1111
innere Ringnutinner ring groove
1212
Querbohrungcross hole
1313
Nehmerkolbenslave piston
1414
Stirnseite des NehmerkolbensFront side of the slave piston
1515
Nehmerkammerslave chamber
1616
Drosselventilthrottle valve
1717
HauptstrompfadMain current path
1818
Bohrungdrilling
1919
NebenstrompfadIn addition to current path
2020
exzentrische Ausnehmungeccentric recess
2121
Geberkammerdonor chamber
2222
Zulaufbohrunginlet bore
2323
Ringkammerannular chamber
2424
Ventilgehäusevalve housing
2525
Ventilträgervalve
2626
BuchseRifle
2727
hohlzylindrische Ausnehmunghollow cylindrical recess
2828
Ventilkörper / PlatteValve body / plate
2929
nehmerkammerseitige Anschlagflächereceiving chamber-side stop surface
3030
geberkammerseitige AnschlagflächeGeberkammerseitige stop surface
3131
Boden der hohlzylindrischen AusnehmungBottom of the hollow cylindrical recess
3232
Ringstirnfläche der BuchseRing end face of the bushing
3333
Bund der BuchseCollar of the socket
3434
Stirnfläche des VentilträgersFace of the valve carrier
3535
Bund des VentilträgersCollar of the valve carrier
3636
gaswechselventilferne Stirnseite des NehmergehäusesGaswechselventilferne front side of the slave housing
3737
Schulter der AufnahmebohrungShoulder of the receiving bore
3838
ZuflussquerschnittInflow section
3939
DurchflussquerschnittFlow area
4040
Einformungindentation

Claims (8)

Drosselventil (16) für eine Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung (1) zur variablen Betätigung eines in Schließrichtung federkraftbeaufschlagten Gaswechselventils (2), welche Ventilsteuerung (1) eine gaswechselventilferne Antriebsseite mit einer hydraulischen Geberkammer (21) und eine gaswechselventilnahe Abtriebsseite mit einer hydraulischen Nehmerkammer (15) aufweist, die über einen Hauptstrompfad (17) und einen Nebenstrompfad (19) hydraulisch mit der Geberkammer (21) kommuniziert, welches Drosselventil (16) einen in Stromrichtung hubbeweglichen Ventilkörper (28) aufweist, der zwischen einer ortsfest im Nebenstrompfad (19) verlaufenden nehmerkammerseitigen Anschlagfläche (29) und einer ortsfest im Nebenstrompfad (19) verlaufenden geberkammerseitigen Anschlagfläche (30) angeordnet ist und der bei Anlage an der nehmerkammerseitigen Anschlagfläche (29) einen von der geberkammerseitigen Anschlagfläche (30) begrenzten Zuflussquerschnitt (38) freigibt und der bei Anlage an der geberkammerseitigen Anschlagfläche (30) den Zuflussquerschnitt (38) bis auf einen Drosselquerschnitt verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselquerschnitt durch eine oder mehrere sickenartige Einformungen (40) in der geberkammerseitigen Anschlagfläche (30) gebildet ist.Throttle valve (16) for an internal combustion engine with electrohydraulic valve control (1) for variably actuating a gas exchange valve (2) spring-loaded in the closing direction, which valve control (1) has a gas exchange valve remote drive side with a hydraulic sender chamber (21) and a gas exchange valve close output side with a hydraulic slave chamber (15 ) which communicates hydraulically with the master chamber (21) via a main flow path (17) and a secondary flow path (19), which throttle valve (16) has a valve body (28) which can be lifted in the direction of flow and which runs between a fixed location in the secondary flow path (19) a receiving chamber-side stop surface (29) and a stationary in the secondary flow path (19) extending encoder chamber-side stop surface (30) is arranged and when applied to the receiving chamber side stop surface (29) from the encoder chamber side stop surface (30) limited inflow cross section (38) releases and the when abutting on the encoder chamber-side stop surface (30) closes the inflow cross section (38) except for a throttle cross-section, characterized in that the throttle cross-section is formed by one or more bead-like indentations (40) in the stopper chamber side (30). Drosselventil (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformungen (40) 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.Throttle valve (16) according to claim 1, characterized in that the recesses (40) have a substantially circular segment-shaped cross section with a depth of 0.03 mm to 0.09 mm and preferably from 0.05 mm to 0.07 mm. Drosselventil (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselventil (16) als den Ventilkörper (28) und ein Ventilgehäuse (24) mit den darin verlaufenden Anschlagflächen (29, 30) umfassende Baueinheit ausgebildet ist.Throttle valve (16) according to claim 1, characterized in that the throttle valve (16) as the valve body (28) and a valve housing (24) with the stop surfaces extending therein (29, 30) comprehensive unit is formed. Drosselventil (16) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformungen (40) spanlos durch Prägen des Ventilgehäuses (24) hergestellt sind.Throttle valve (16) according to claim 3, characterized in that the indentations (40) are produced without cutting by embossing the valve housing (24). Drosselventil (16) nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein zweiteiliges Ventilgehäuse (24) mit einem Ventilträger (25) und einer Buchse (26), die in einer nehmerkammerseitigen hohlzylindrischen Ausnehmung (27) des Ventilträgers (25) eingesetzt ist, wobei die geberkammerseitige Anschlagfläche (30) durch einen Boden (31) der Ausnehmung (27) und die nehmerkammerseitige Anschlagfläche (29) durch eine dem Boden (31) zugewandte Ringstirnfläche (32) der Buchse (26) gebildet sind.Throttle valve (16) according to claim 3, characterized by a two-part valve housing (24) with a valve carrier (25) and a bushing (26) which is inserted in a receiving chamber side hollow cylindrical recess (27) of the valve carrier (25), wherein the encoder chamber side stop surface (30) are formed by a bottom (31) of the recess (27) and the receiving chamber side abutment surface (29) by an the bottom (31) facing annular end face (32) of the sleeve (26). Drosselventil (16) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (26) mit einem Bund (33), der an einer der Nehmerkammer (15) zugewandten Stirnfläche (34) des Ventilträgers (25) anliegt, versehen ist.Throttle valve (16) according to claim 5, characterized in that the bushing (26) is provided with a collar (33) which abuts against one of the slave chamber (15) facing end face (34) of the valve carrier (25). Drosselventil (16) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (28) als ebene Platte ausgebildet ist und bei Anlage an der Ringstirnfläche (32) der Buchse (26) den von der Ringstirnfläche (32) begrenzten Durchflussquerschnitt (39) nur teilweise verdeckt.Throttle valve (16) according to claim 5, characterized in that the valve body (28) is formed as a flat plate and when resting against the annular end face (32) of the bushing (26) of the annular end face (32) limited flow cross-section (39) only partially covered. Drosselventil (16) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Platte (28) im wesentlichen einem Rechteck mit sich gegenüberliegend daran anschließenden Kreissegmenten entspricht.Throttling valve (16) according to claim 7, characterized in that the shape of the plate (28) substantially corresponds to a rectangle with opposite thereto adjacent circle segments.
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