WO2003056144A1 - Valve operating unit for a fluid-operated variable valve drive on an internal combustion engine - Google Patents

Valve operating unit for a fluid-operated variable valve drive on an internal combustion engine Download PDF

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WO2003056144A1
WO2003056144A1 PCT/EP2002/012647 EP0212647W WO03056144A1 WO 2003056144 A1 WO2003056144 A1 WO 2003056144A1 EP 0212647 W EP0212647 W EP 0212647W WO 03056144 A1 WO03056144 A1 WO 03056144A1
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WO
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valve
pressure chamber
slave unit
housing
stage
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/012647
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German (de)
French (fr)
Inventor
Jens Artmann
Martin Rauch
Original Assignee
Ina-Schaeffler Kg
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Publication date
Application filed by Ina-Schaeffler Kg filed Critical Ina-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 slave unit of a fluid-operated variable valve train of an internal combustion engine, consisting of a housing installed in a receptacle of a cylinder head, in the bore of which an axially movable slave piston runs, which cooperates with at least one gas exchange valve via a first end face, the second end face of which is a pressure chamber for the fluid delimits at one end, which extends in the direction of a bottom of the housing remote from the gas exchange valve, a passage for the fluid connecting the pressure chamber with a pressure chamber running in the region of the bottom, and wherein leakage gap means for braking the pressure chamber and the pressure chamber Valve placement speed are provided.
  • Such a slave unit is previously known from EP 09 39 205 A1.
  • This also consists of a housing with a slave piston in its bore runs. This is of two levels and has an approach on the cam side. The latter is part of leakage gap means for braking the valve speed.
  • leakage gap means for braking the valve speed.
  • it should be immersed in a complementary opening in the housing as a further component of the leakage clearing agent (see column 5 below).
  • the slave piston has two jacket surfaces that are very precise and complex to manufacture due to its gradation. In this context, two bore surfaces must also be ground and coordinated.
  • the leakage gap means have only a throttling character. There is therefore an undesirable viscosity-dependent delay in valve placement speed. For example, in the event of an extreme cold start of the internal combustion engine, it can happen that the gas exchange valve moves too slowly into its seat due to excessively high-viscosity oil and, in the worst case, remains open.
  • the slave piston when the internal combustion engine is running hot, for example after prolonged operation under full load, the slave piston may be braked too little, wear and noise, due to oil that is too low in viscosity and large leakage gaps. It should also be noted (see FIG. 2) that several oblique bores are provided indirectly from a pressure chamber inside the housing into an outside pressure chamber. To produce these bores, an unnecessarily large manufacturing effort is necessary.
  • the object of the invention is therefore to provide a slave unit of the aforementioned type, in which the disadvantages cited are eliminated with simple means.
  • the leakage gap means are produced in two or more stages, at least one stage being designed as an aperture or similar to an aperture.
  • the leakage gap means as an aperture or at least with an aperture character, a largely independent viscosity effect of the slave unit is produced.
  • the person skilled in the art can thus set the desired braking effect by means of calculations and tests which are familiar to him.
  • first stage of the leakage gap means is closed by the slave piston, only its second stage acts, which is designed as an aperture-like transition in the disk-like closing body of the check valve.
  • the first stage consists of chamfer-like slots on an annular edge of the second end face of the slave piston, which opens into an annular groove on the valve side, an exact end of the braking effect of the first stage can be defined.
  • the ring groove can always be applied relatively easily in terms of production technology at a precisely defined height section on the outer jacket of the slave piston.
  • the lower edge of the ring groove, together with the channel in the housing, determines the braking end of the first stage.
  • the check valve with the second stage is provided in particular on a disk-like closing body which, in an expedient embodiment of the invention, is produced as a cap with an annular collar.
  • This, as well as a spring support for the closing body of the check valve which is also disc-shaped, advantageously consist of a thin-walled lightweight material such as sheet metal and are produced in a deep-drawing process.
  • the channel communicating with the chamfer-like slots through the housing (expediently a plurality of channels are provided) has an arch-chord-like or secant-like course. This can be easily applied to the housing using a side milling cutter, for example.
  • the hydraulic oil used for lubrication in the internal combustion engine is preferably proposed as the fluid.
  • a separate circuit or a fluid such as brake fluid or the like is also conceivable.
  • the slave unit is to be installed in a cam-controlled, electro-hydraulic valve train.
  • valve drives for controlling a gas or liquid exchange are also conceivable which are not cam-driven, but are controlled, for example, by electromagnetic switching valves or similar components.
  • FIGS. 1 to 4 disclose a slave unit according to the invention with a slave piston during the closing process
  • the slave unit 1 consists of a housing 4 built into a receptacle 2 of a cylinder head 3 of an internal combustion engine.
  • the housing 4 has a bore 5.
  • a slave piston 6 extends axially movably in the bore 5. This has a first end face 7, which has at least one gas exchange valve in the Direction of stroke communicates
  • a second end face 8 of the slave piston 6 delimits a pressure chamber 9 for fluid such as hydraulic oil in an axial direction
  • an overflow 11 is applied for the flow medium.
  • This means connects the pressure chamber 9 with a pressure chamber 12 for the flow medium by means to be mentioned later
  • the housing 4 is screwed into the receptacle 2 and has additional sealing means 13 on its outer casing 13a
  • a channel 1 leads from the bore 5 as a component of leakage gap means 15.
  • an annular edge 16 of the slave piston 6 in the region of the second end face 8 has a plurality of circumferentially distributed slots 17 with an aperture-like geometry.
  • the slots 17 open into an annular groove 18 on the valve side is on a defined height section on the outer jacket 19 of the Slave piston 6 positioned.
  • the annular edge 16 and the annular groove 18 are a further component of the leakage gap means 15, here a first stage 20
  • a disk-like welding body 21 is placed against the bottom 10. This has an annular collar 22 on the edge, which points in the valve direction.
  • the collar 22 is spaced apart from the bore 5 of the housing 4. It has several perforations 23 distributed around the circumference for the passage of the flow medium recognize that the Schheßkorper 21 has a central passage 24 This is made as a sharp-edged diaphragm and forms a further component of the leakage gap means 15, here the second stage 26th
  • the Schheßkorper 21 with annular collar 22 is acted upon by the force of a helical compression spring 27 in the direction of the floor 10 in the closing direction of its transition 11.
  • the helical compression spring 27 is supported at the other end on a disk 28 which is designed with holes 29 for a Stromffenubert ⁇ tt.
  • the disk forms 28 a component of a thin-walled, for example deep-drawn pot part 30, which is fastened with its wall 31 in one end region of the bore 5, near the transition 11.
  • the components 21 (with ring collar 22), 27 and 30 form a check valve 32, here with a double function, since in passage body 21 passage 24 is applied with an aperture character
  • FIG. 1 shows the slave piston 6 at its bottom dead center, ie at the tip of the cam, immediately before the closing movement begins in the pressure chamber 9 and the pressure chamber 12, which pressure chamber 12 at the other end is from one Not shown, cam-actuated master piston is limited, there is high pressure in the fluid. If this high pressure is switched off, for example, via an assigned switching valve during the cam sequence phase or immediately, the "sudden" closing movement of the slave piston 6 begins, generated by the force of the valve spring. The slave piston 6 moves in the direction to the floor 10
  • the braking function according to the invention is absolutely necessary, particularly in the case of the “stroke cut-off” mentioned, as soon as the second end face 8 of the slave piston 6, as is shown in more detail in FIG.
  • the first stage of decelerating the valve attachment speed begins (braking )
  • the flow medium is only "pressed” via the slots 17 in the area of the ring edge 6 into the ring groove 18 and then flows via the channel 14 as a further component of the first stage 20 into the pressure chamber 12
  • slits 17 provided with an aperture-like character have a relatively or largely viscosity-independent braking of the valve attachment speed in this step. Due to the relatively easy to manufacture annular groove 18, this can be adjusted very precisely as a control edge
  • FIG. 3 shows the end of the first braking stage, since the outer jacket 19 of the slave piston 6 completely closes the channel 14 and therefore there is no longer any fluid contact between the pressure chamber 9 above it and the pressure chamber 12.
  • This second stage 26 of the leakage clearing means 15 is active
  • This second stage 26, as mentioned, consists of the diaphragm-like passage 24 in the disk-like body 21.
  • the slave piston 6 moves with sufficient speed but is sufficiently damped with the subsequent gas exchange valve into the seat

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Abstract

A slave unit (1), on a fluid-operated variable valve drive on an internal combustion engine, comprising a housing (4) built into a recess (2) in a cylinder head (3), in the bore (5) of which runs an axially-displaceable slave piston (6), which co-operates at a first front face (7) with at least one gas exchange valve, the second front face (8) of which defines one end of a pressure volume (9) for the fluid running in the direction of the base (10) of the housing (4), furthest from the gas exchange valve, is disclosed. An overflow (11) for the fluid connecting the pressure volume (9) with a pressure chamber (12) runs in the region of the base (10) and drain gaps (15), for braking the speed of contact of the valve, are provided between the pressure volume (9) and the pressure chamber (12). According to the invention, the drain gaps (15) are embodied so as to act in two or more stages, whereby at least one stage (20, 26) is embodied as a stop or is stop-like. A damping of the contact speed for the valve is thus achieved on stroke reduction which is as far as possible independent of viscosity. The invention further relates to suitable embodiments of the multi-stage leakage gaps (15).

Description

VENTILBETÄTIGSUNGSEINHEIT EINES STROMUNGSMITTELBETATIGTEN VARIABLEN VENTILTRIEBS EINER BRENKRAFTMASCHINEVALVE ACTUATING UNIT OF A FLUID-ACTUATED VARIABLE VALVE DRIVE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Beschreibungdescription
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die Erfindung betrifft eine Nehmereinheit eines stromungsmittelbetatigten variablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem in eine Aufnahme eines Zylinderkopfes eingebauten Gehäuse, in dessen Bohrung ein axial beweglicher Nehmerkolben verläuft, der über eine erste Stirnseite mit wenigstens einem Gaswechselventil zusammenwirkt, wobei dessen zweite Stirnseite einen Druckraum für das Strömungsmittel einenends begrenzt, welcher sich in Richtung zu einem dem Gaswechselventil fernen Boden des Gehäuses erstreckt, wobei im Bereich des Bodens ein den Druckraum mit einer Druckkammer verbindender Übertritt für das Strömungsmittel verläuft und wobei zwischen dem Druckraum und der Druckkammer Leckspaltmittel zum Ab- bremsen der Ventilaufsetzgeschwindigkeit vorgesehen sind.The invention relates to a slave unit of a fluid-operated variable valve train of an internal combustion engine, consisting of a housing installed in a receptacle of a cylinder head, in the bore of which an axially movable slave piston runs, which cooperates with at least one gas exchange valve via a first end face, the second end face of which is a pressure chamber for the fluid delimits at one end, which extends in the direction of a bottom of the housing remote from the gas exchange valve, a passage for the fluid connecting the pressure chamber with a pressure chamber running in the region of the bottom, and wherein leakage gap means for braking the pressure chamber and the pressure chamber Valve placement speed are provided.
Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention
Eine derartige Nehmereinheit ist aus der EP 09 39 205 A1 vorbekannt. Diese besteht ebenfalls aus einem Gehäuse, in dessen Bohrung ein Nehmerkolben verläuft. Dieser ist zweigestuft ausgebildet und hat nockenseitig einen Ansatz. Letzterer ist Bestandteil von Leckspaltmitteln zum Abbremsen der Ventilaufsetzgeschwindigkeit. Hierfür soll er im letzten Teil der Schließbewegung des Nehmerkolbens in eine komplementäre Öffnung des Gehäuses als weiterer Bestandteil der Leckspaltmittel eintauchen (s. Spalte 5 unten).Such a slave unit is previously known from EP 09 39 205 A1. This also consists of a housing with a slave piston in its bore runs. This is of two levels and has an approach on the cam side. The latter is part of leakage gap means for braking the valve speed. For this purpose, in the last part of the closing movement of the slave piston, it should be immersed in a complementary opening in the housing as a further component of the leakage clearing agent (see column 5 below).
Nachteilig ist es bei dem als gattungsbildend betrachteten Stand der Technik einerseits, daß der Nehmerkolben durch seine Stufung zwei sehr genau und fertigungstechnisch aufwändig zu schleifende Mantelflächen besitzt. In diesem Zusammenhang sind auch zwei Bohrungsflächen zu schleifen und aufeinander abzustimmen. Andererseits ist festzustellen, daß die Leckspaltmittel lediglich Drosselcharakter haben. Somit liegt eine unerwünschte viskositätsabhängige Verzögerung der Ventilaufsetzgeschwindigkeit vor. Beispielsweise bei extremem Kaltstart der Brennkraftmaschine kann es wegen zu hochviskosem Öl dazu kommen, daß das Gaswechselventil zu langsam in seinen Sitz geht und ungünstigstenfalls offen bleibt. Andererseits kann bei Heißlauf der Brennkraftmaschine, beispielsweise nach längerem Betrieb unter voller Last, aufgrund zu niedrigviskosen Öls und großer Leckspaltmaße ein zu geringes, verschleiß- und geräuschintensives Abbremsen des Nehmerkolbens auftreten. Auch ist festzustellen (siehe Figur 2), daß mehrere schräge Bohrungen aus einem Druckraum innerhalb des Gehäuses mittelbar in eine außerhalb liegende Druckkammer vorgesehen sind. Zur Herstellung dieser Bohrungen ist ein unnötig großer Fertigungsaufwand notwendig.It is disadvantageous in the state of the art considered to be generic that on the one hand the slave piston has two jacket surfaces that are very precise and complex to manufacture due to its gradation. In this context, two bore surfaces must also be ground and coordinated. On the other hand, it should be noted that the leakage gap means have only a throttling character. There is therefore an undesirable viscosity-dependent delay in valve placement speed. For example, in the event of an extreme cold start of the internal combustion engine, it can happen that the gas exchange valve moves too slowly into its seat due to excessively high-viscosity oil and, in the worst case, remains open. On the other hand, when the internal combustion engine is running hot, for example after prolonged operation under full load, the slave piston may be braked too little, wear and noise, due to oil that is too low in viscosity and large leakage gaps. It should also be noted (see FIG. 2) that several oblique bores are provided indirectly from a pressure chamber inside the housing into an outside pressure chamber. To produce these bores, an unnecessarily large manufacturing effort is necessary.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Nehmereinheit der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei welcher die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind. Zusammenfassung der ErfindungThe object of the invention is therefore to provide a slave unit of the aforementioned type, in which the disadvantages cited are eliminated with simple means. Summary of the invention
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Leckspaltmittel zwei- oder mehrstufig wirkend hergestellt sind, wobei wenigstens eine Stufe als Blende bzw. blendenähnlich ausgebildet ist.According to the invention, this object is achieved in that the leakage gap means are produced in two or more stages, at least one stage being designed as an aperture or similar to an aperture.
Zweckmäßige Konkretisierungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, welchen auch selbständig schutzfähige Maßnahmen immanent sein können. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegen- stand des Unteranspruchs 2.Appropriate concretizations of the invention are the subject of the subclaims, which can also be inherently protective measures. A particularly preferred embodiment of the invention is the subject of subclaim 2.
Durch die Ausbildung der Leckspaltmittel als Blende bzw. zumindest mit Blendencharakter ist eine weitestgehend viskositätsunabhängige Bremswirkung der Nehmereinheit hergestellt. An dieser Stelle wird auf den Umdruck zur Vorle- sung „Grundlagen der Ölhydraulik", 6. Auflage 1986, Blatt 2-40 (Prof. Backe), der RWTH Aachen verwiesen.By designing the leakage gap means as an aperture or at least with an aperture character, a largely independent viscosity effect of the slave unit is produced. At this point, reference is made to the transfer of the lecture "Fundamentals of Oil Hydraulics", 6th edition 1986, pages 2-40 (Prof. Backe), of the RWTH Aachen.
Des weiteren ist es Gegenstand der Erfindung, die Leckspaltmittel zwei- oder mehrstufig wirkend herzustellen, wobei zumindest eine Stufe den Blendencha- rakter haben soll. Somit kann sich der Fachmann durch ihm geläufige Berechnungen und Versuche die gewünschte Bremswirkung einstellen.It is also an object of the invention to produce the leakage gap means in two or more stages, at least one stage being intended to have the character of an aperture. The person skilled in the art can thus set the desired braking effect by means of calculations and tests which are familiar to him.
Ist die erste Stufe der Leckspaltmittel, wie in Anspruch 2 ausgeführt, vom Nehmerkolben verschlossen, wirkt nur noch deren zweite Stufe, welche als blen- denartiger Übertritt im scheibenartigen Schließkörper des Rückschlagventils ausgebildet ist.If the first stage of the leakage gap means, as stated in claim 2, is closed by the slave piston, only its second stage acts, which is designed as an aperture-like transition in the disk-like closing body of the check valve.
Da die erste Stufe aus fasenartigen Schlitzen an einer Ringkante der zweiten Stirnseite des Nehmerkolbens besteht, welche ventilseitig in eine Ringnut mündet, ist ein genaues Ende der Bremswirkung der ersten Stufe definierbar. Die Ringnut läßt sich fertigungstechnisch relativ einfach stets auf einem genau definierten Höhenabschnitt am Außenmantel des Nehmerkolbens applizieren. Die Unterkante der Ringnut bestimmt gemeinsam mit dem Kanal im Gehäuse das Bremsende der ersten Stufe. Das Rückschlagventil mit der zweiten Stufe ist insbesondere an einem scheibenartigen Schließkörper vorgesehen, welcher in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung als Käppchen mit einem Ring- kragen hergestellt ist. Dieser, sowie eine Federabstützung für den Schließkörper des Rückschlagventils, welche ebenfalls scheibenartig ausgebildet ist, bestehen zweckmäßigerweise aus einem dünnwandigen Leichtbauwerkstoff wie Blech und sind in einem Tiefziehverfahren hergestellt.Since the first stage consists of chamfer-like slots on an annular edge of the second end face of the slave piston, which opens into an annular groove on the valve side, an exact end of the braking effect of the first stage can be defined. The ring groove can always be applied relatively easily in terms of production technology at a precisely defined height section on the outer jacket of the slave piston. The lower edge of the ring groove, together with the channel in the housing, determines the braking end of the first stage. The check valve with the second stage is provided in particular on a disk-like closing body which, in an expedient embodiment of the invention, is produced as a cap with an annular collar. This, as well as a spring support for the closing body of the check valve, which is also disc-shaped, advantageously consist of a thin-walled lightweight material such as sheet metal and are produced in a deep-drawing process.
Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs sind zweckmäßige geometrische Ausgestaltungen der fasenartigen Schlitze der ersten Stufe. Dabei ist beispielsweise an eine Rechteck-, Trapez-, Dreieck- oder Halbkreisform gedacht. Dem Fachmann erschließen sich an dieser Stelle noch weitere Ausgestaltungen, auf die nicht näher eingegangen werden muß.The subject of a further subclaim is appropriate geometric configurations of the chamfer-like slots of the first stage. For example, a rectangular, trapezoidal, triangular or semicircular shape is intended. At this point, the person skilled in the art will discover further configurations which need not be discussed in more detail.
Der mit den fasenartigen Schlitzen kommunizierende Kanal durch das Gehäuse (zweckmäßigerweise sind mehrere Kanäle vorgesehen) hat bogensehnenartigen bzw. sekantenartigen Verlauf. Dieser kann somit beispielsweise mit einem Scheibenfräser einfach am Gehäuse appliziert werden.The channel communicating with the chamfer-like slots through the housing (expediently a plurality of channels are provided) has an arch-chord-like or secant-like course. This can be easily applied to the housing using a side milling cutter, for example.
Als Strömungsmittel ist vorzugsweise das in der Brennkraftmaschine zur Schmierung verwendete Hydrauliköl vorgeschlagen. Denkbar ist jedoch auch ein separater Kreislauf bzw. ein Strömungsmittel wie Bremsflüssigkeit oder ähnliches.The hydraulic oil used for lubrication in the internal combustion engine is preferably proposed as the fluid. However, a separate circuit or a fluid such as brake fluid or the like is also conceivable.
Insbesondere soll die Nehmereinheit in einen nockengesteuerten, elektrohy- draulischen Ventiltrieb eingebaut werden. Denkbar sind jedoch auch Ventiltriebe zur Steuerung eines Gas- oder Flüssigkeitsaustauschs die nicht nockengetrieben sind, sondern beispielsweise von elektromagnetischen Schaltventilen oder ähnlichen Bauteilen gesteuert werden. Kurze Beschreibung der ZeichnungIn particular, the slave unit is to be installed in a cam-controlled, electro-hydraulic valve train. However, valve drives for controlling a gas or liquid exchange are also conceivable which are not cam-driven, but are controlled, for example, by electromagnetic switching valves or similar components. Brief description of the drawing
Die Erfindung ist zweckmaßigerweise anhand der Zeichnung naher erläutert Es offenbaren die Figuren 1 bis 4 eine erfindungsgemaße Nehmereinheit mit einem Nehmerkolben wahrend des SchließvorgangsThe invention is expediently explained in more detail with reference to the drawing. FIGS. 1 to 4 disclose a slave unit according to the invention with a slave piston during the closing process
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Zum Aufbau der erfindungsgemaßen Nehmereinheit 1To construct the slave unit 1 according to the invention
Die Nehmereinheit 1 besteht aus einem in eine Aufnahme 2 eines Zylinderkopfes 3 einer Brennkraftmaschine eingebauten Gehäuse 4 Das Gehäuse 4 besitzt eine Bohrung 5 In der Bohrung 5 verlauft axial beweglich ein Nehmerkolben 6 Dieser hat eine erste Stirnseite 7, die mit wenigstens einem Gas- wechselventil im Hubsinn kommuniziert Eine zweite Stirnseite 8 des Nehmerkolbens 6 begrenzt in eine Axialrichtung einen Druckraum 9 für Stromungsmittel wie HydraulikolThe slave unit 1 consists of a housing 4 built into a receptacle 2 of a cylinder head 3 of an internal combustion engine. The housing 4 has a bore 5. A slave piston 6 extends axially movably in the bore 5. This has a first end face 7, which has at least one gas exchange valve in the Direction of stroke communicates A second end face 8 of the slave piston 6 delimits a pressure chamber 9 for fluid such as hydraulic oil in an axial direction
Ein dem Gaswechselventil entfernter Boden 10 des Gehäuses 4 begrenzt in die weitere Axialrichtung den Druckraum 9 Im Boden 10 ist ein Übertritt 11 für das Stromungsmittel apphziert Dieser verbindet mit spater zu nennenden Mitteln den Druckraum 9 mit einer Druckkammer 12 für das StromungsmittelA bottom 10 of the housing 4, which is removed from the gas exchange valve, delimits the pressure chamber 9 in the further axial direction. In the bottom 10, an overflow 11 is applied for the flow medium. This means connects the pressure chamber 9 with a pressure chamber 12 for the flow medium by means to be mentioned later
Wie dargestellt, ist das Gehäuse 4 in die Aufnahme 2 eingeschraubt und hat zusätzliche Dichtmittel 13 an seinem Außenmantel 13aAs shown, the housing 4 is screwed into the receptacle 2 and has additional sealing means 13 on its outer casing 13a
Des weiteren fuhrt aus der Bohrung 5 ein Kanal 1 als Bestandteil von Leck- spaltmitteln 15 Außerdem hat eine Ringkante 16 des Nehmerkolbens 6 im Bereich der zweiten Stirnseite 8 mehrere umfangsverteilte Schlitze 17 mit blen- denahnlicher Geometrie Die Schlitze 17 munden ventilseitig in eine Ringnut 18 Diese ist auf einem definierten Hohenabschnitt am Außenmantel 19 des Nehmerkolbens 6 positioniert Dabei ist die Ringkante 16 und die Ringnut 18 weiterer Bestandteil der Leckspaltmittel 15, hier einer ersten Stufe 20Furthermore, a channel 1 leads from the bore 5 as a component of leakage gap means 15. In addition, an annular edge 16 of the slave piston 6 in the region of the second end face 8 has a plurality of circumferentially distributed slots 17 with an aperture-like geometry. The slots 17 open into an annular groove 18 on the valve side is on a defined height section on the outer jacket 19 of the Slave piston 6 positioned. The annular edge 16 and the annular groove 18 are a further component of the leakage gap means 15, here a first stage 20
Gegen den Boden 10 ist ein scheibenartiger Schheßkorper 21 angelegt Dieser hat randseitig einen Ringkragen 22, welcher in Ventilrichtung weist Der Riπg- kragen 22 ist beabstandet zur Bohrung 5 des Gehäuses 4 ausgeführt Er hat mehrere umfangsverteilte Perforationen 23 für einen Durchtritt des Stromungsmittels Des weiteren ist zu erkennen, daß der Schheßkorper 21 einen zentrischen Durchlaß 24 hat Dieser ist als scharfkantige Blende gefertigt und bildet einen weiteren Bestandteil der Leckspaltmittel 15, hier deren zweiter Stufe 26A disk-like welding body 21 is placed against the bottom 10. This has an annular collar 22 on the edge, which points in the valve direction. The collar 22 is spaced apart from the bore 5 of the housing 4. It has several perforations 23 distributed around the circumference for the passage of the flow medium recognize that the Schheßkorper 21 has a central passage 24 This is made as a sharp-edged diaphragm and forms a further component of the leakage gap means 15, here the second stage 26th
Der Schheßkorper 21 mit Ringkragen 22 ist über die Kraft einer Schraubendruckfeder 27 in Richtung zum Boden 10 im Verschließsinn dessen Übertritts 11 beaufschlagt Die Schraubendruckfeder 27 stutzt sich anderenends an einer Scheibe 28 ab Diese ist mit Lochern 29 für einen Stromungsmittelubertπtt ausgeführt Wie dargestellt, bildet die Scheibe 28 einen Bestandteil eines dünnwandigen, beispielsweise tiefgezogenen Topfteils 30, welches mit seiner Wand 31 im einen Endbereich der Bohrung 5, in der Nahe des Übertritts 11 , befestigt ist Somit bilden die Bauteile 21 (mit Ringkragen 22), 27 und 30 ein Rückschlagventil 32, hier mit Doppelfunktion, da im Schheßkorper 21 der Durchlaß 24 mit Blendencharakter appliziert istThe Schheßkorper 21 with annular collar 22 is acted upon by the force of a helical compression spring 27 in the direction of the floor 10 in the closing direction of its transition 11. The helical compression spring 27 is supported at the other end on a disk 28 which is designed with holes 29 for a Strommittelubertπtt. As shown, the disk forms 28 a component of a thin-walled, for example deep-drawn pot part 30, which is fastened with its wall 31 in one end region of the bore 5, near the transition 11. The components 21 (with ring collar 22), 27 and 30 form a check valve 32, here with a double function, since in passage body 21 passage 24 is applied with an aperture character
Zum generellen Aufbau und der Funktion eines stromungsmittelbetatigten va- nablen Ventiltriebs wird auf die beschreibungseinleitend genannte EP 09 39 205 A1 verwiesenFor the general structure and function of a variable valve drive actuated by medium, reference is made to EP 09 39 205 A1 mentioned at the beginning of the description
Zur Funktion der erfmdungsgemaßen Nehmereinheit 1For the function of the slave unit 1 according to the invention
Figur 1 zeigt den Nehmerkolben 6 an seinem unteren Totpunkt, d h bei Nok- kenspitze, unmittelbar vor Beginn dessen Schließbewegung Im Druckraum 9 und der Druckkammer 12, welche Druckkammer 12 anderenends von einem nicht dargestellten, nockenbetatigten Geberkolben begrenzt ist, herrscht Hochdruck an Stromungsmittel Wird dieser Hochdruck beispielsweise über ein zugeordnetes Schaltventil wahrend der Nockenablaufphase bzw sofort abgeschaltet, beginnt die „schlagartige" Schließbewegung des Nehmerkolbens 6, über die Kraft der Ventilfeder erzeugt Der Nehmerkolben 6 bewegt sich in Richtung zum Boden 10 Die erfindungsgemaße Bremsfunktion ist gerade bei der genannten „Hubabschneidung" zwingend notwendig Sobald die zweite Stirnseite 8 des Nehmerkolbens 6, wie in Figur 2 naher dargestellt ist, den Kanal 14 schneidet, beginnt die erste Stufe der Verzögerung der Ventilaufsetzge- schwindigkeit (Abbremsen) Das Stromungsmittel wird mit weiter fortschreitender Axialbewegung des Nehmerkolbens 6 nur noch über die Schlitze 17 im Bereich der Ringkante 6 in die Ringnut 18 "gepreßt" und strömt anschließend über den Kanal 14 als weiteren Bestandteil der ersten Stufe 20 in die Druckkammer 12 Aufgrund der vorteilhafterweise mit Blendencharakter versehenen Schlitze 17 erfolgt ein relativ bzw weitestgehend viskositatsunabhangiges Abbremsen der Ventilaufsetzgeschwindigkeit in diesem Schritt Aufgrund der fertigungstechnisch relativ einfach hohengenau zu fertigenden Ringnut 18 ist diese als Steuerkante sehr genau einstellbarFIG. 1 shows the slave piston 6 at its bottom dead center, ie at the tip of the cam, immediately before the closing movement begins in the pressure chamber 9 and the pressure chamber 12, which pressure chamber 12 at the other end is from one Not shown, cam-actuated master piston is limited, there is high pressure in the fluid. If this high pressure is switched off, for example, via an assigned switching valve during the cam sequence phase or immediately, the "sudden" closing movement of the slave piston 6 begins, generated by the force of the valve spring. The slave piston 6 moves in the direction to the floor 10 The braking function according to the invention is absolutely necessary, particularly in the case of the “stroke cut-off” mentioned, as soon as the second end face 8 of the slave piston 6, as is shown in more detail in FIG. 2, intersects the channel 14, the first stage of decelerating the valve attachment speed begins (braking ) As the axial movement of the slave piston 6 progresses, the flow medium is only "pressed" via the slots 17 in the area of the ring edge 6 into the ring groove 18 and then flows via the channel 14 as a further component of the first stage 20 into the pressure chamber 12 In part, slits 17 provided with an aperture-like character have a relatively or largely viscosity-independent braking of the valve attachment speed in this step. Due to the relatively easy to manufacture annular groove 18, this can be adjusted very precisely as a control edge
Figur 3 zeigt das Ende der ersten Bremsstufe, da der Außenmantel 19 des Nehmerkolbens 6 vollständig den Kanal 14 verschließt und somit kein Fluid- kontakt mehr zwischen dem daruberhegenden Druckraum 9 und der Druckkammer 12 existiert Somit ist nur noch die zweite Stufe 26 der Leckspaltmittel 15 aktiv Diese zweite Stufe 26 besteht, wie genannt, aus dem blendenartigen Durchlaß 24 in dem scheibenartigen Schheßkorper 21 Es erfolgt ein ausreichend schnelles, jedoch hinreichend gedämpftes Bewegen des Nehmerkolbens 6 mit nachfolgendem Gaswechselventil in den SitzFIG. 3 shows the end of the first braking stage, since the outer jacket 19 of the slave piston 6 completely closes the channel 14 and therefore there is no longer any fluid contact between the pressure chamber 9 above it and the pressure chamber 12. Thus, only the second stage 26 of the leakage clearing means 15 is active This second stage 26, as mentioned, consists of the diaphragm-like passage 24 in the disk-like body 21. The slave piston 6 moves with sufficient speed but is sufficiently damped with the subsequent gas exchange valve into the seat
Die Endstufe der Bewegung des Nehmerkolbens 6 in Schließrichtung ist in Figur 4 dargestellt Das Gaswechselventil hat gerausch- und verschleißarm seinen Sitz erreicht Bei nachfolgendem Nockenhub wird, wenn gewünscht, dasThe final stage of the movement of the slave piston 6 in the closing direction is shown in FIG. 4. The gas exchange valve has reached its seat with little noise and with little wear. In the subsequent cam stroke, if desired, the
Stromungsmittel zuerst über den Übertritt 11 in den Druckraum 9 geleitet Hier- bei bewegt sich der Schließkörper 21 in Richtung zum Nehmerkolben 6, so daß das Strömungsmittel seitlich vorbeiströmen kann. Es gelangt über die Perforationen 23 und die Löcher 29 an die zweite Stirnseite 8 des Nehmerkolbens 6. Hat mit weiterer Abwärtsbewegung des Nehmerkolbens 6 die zweite Stirnseite 8 den Kanal 14 freigegeben, so strömt auch über diesen Kanal 14 in hubverstärkender Art und Weise Strömungsmittel an die zweite Stirnseite 8. Flow medium first passed into the pressure chamber 9 via the transition 11 the closing body 21 moves in the direction of the slave piston 6, so that the fluid can flow past to the side. It passes through the perforations 23 and the holes 29 to the second end face 8 of the slave piston 6. If the second end face 8 has opened the channel 14 with a further downward movement of the slave piston 6, fluid also flows through this channel 14 in a stroke-enhancing manner to the second end face 8.
Liste der BezugszahlenList of reference numbers
Nehmereiπheit 17 SchlitzTake unit 17 slot
Aufnahme 18 RingnutRecording 18 ring groove
Zylinderkopf 19 AußenmantelCylinder head 19 outer jacket
Gehäuse 20 erste StufeHousing 20 first stage
Bohrung 25 21 SchließkörperBore 25 21 closing body
Nehmerkolben 22 Ringkragen erste Stirnseite 23 Perforation zweite Stirnseite 24 DurchlaßSlave piston 22 ring collar first end face 23 perforation second end face 24 passage
Druckraum 25 nicht vergebenPrint room 25 not allocated
Boden 30 26 zweite StufeFloor 30 26 second stage
Übertritt 27 SchraubendruckfederOverstepping 27 helical compression spring
Druckkammer 28 ScheibePressure chamber 28 disc
Dichtmittel 29 LochSealant 29 holes
Außenmantel 30 TopfteilOuter jacket 30 pot part
Kanal 35 31 WandCanal 35 31 wall
Leckspaltmittel 32 RückschlagventilLeakage gap agent 32 check valve
Ringkante annular edge

Claims

Patentansprüche claims
1. Nehmereinheit (1 ) eines stromungsmittelbetatigten variablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem in eine Aufnahme (2) eines Zylinderkopfes (3) eingebauten Gehäuse (4), in dessen Bohrung (5) ein axial beweglicher Nehmerkolben (6) verläuft, der über eine erste Stirnseite (7) mit wenigstens einem Gaswechselventil zusammenwirkt, wobei dessen zweite Stirnseite (8) einen Druckraum (9) für das Strömungsmittel einenends begrenzt, welcher sich in Richtung zu einem dem Gaswechselventil fernen Boden (10) des Gehäuses (4) erstreckt, wobei im Bereich des Bodens (10) ein den Druckraum (9) mit einer Druckkammer (12) verbindender Übertritt (1 1 ) für das Strömungsmittel verläuft und wobei zwischen dem Druckraum (9) und der Druckkammer (12) Leckspaltmittel (15) zum Abbremsen der Ventilaufsetzgeschwindigkeit vorgesehen sind, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Leckspaltmittel (15) zwei- oder mehrstufig wirkend hergestellt sind, wobei wenigstens eine Stufe (20, 26) als Blende bzw. blendenähnlich ausgebildet ist.1. Slave unit (1) of a fluid-actuated variable valve train of an internal combustion engine, consisting of a housing (4) built into a receptacle (2) of a cylinder head (3), in the bore (5) of which an axially movable slave piston (6) extends a first end face (7) cooperates with at least one gas exchange valve, the second end face (8) of which delimits a pressure chamber (9) for the fluid at one end, which extends towards a bottom (10) of the housing (4) remote from the gas exchange valve, wherein in the area of the bottom (10) a transition (11) connecting the pressure chamber (9) with a pressure chamber (12) for the fluid runs and between the pressure chamber (9) and the pressure chamber (12) leakage gap means (15) for braking of the valve attachment speed are provided, characterized in that the leakage gap means (15) are produced in two or more stages, at least one stage (20, 26) being Aperture or aperture-like is formed.
2. Nehmereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe (20) aus einem oder mehreren fasenartigen Schlitzen (17) an einer Ringkante (16) der zweiten Stirnseite (8) des Nehmerkolbens (6) besteht, welche ventilseitig in eine Ringnut (18) an dessen Außenmantel (19) mündet, wobei wenigstens ein das Gehäuse (4) schneidender Kanal (14) als Bestandteil der ersten Stufe (20) aus dem Druckraum (9) in die Druckkammer (12) appliziert ist, welcher auf einem derartigen Axialabschnitt des Gehäuses (4) liegt, daß er von dem Außenmantel (19) des Nehmerkolbens(6) bei dessen Schließbewegung sukzessive zuerst vollständig verschlossen wird, wobei der Übertritt (11 ) im Boden (10) durch ein sich in Richtung zum Druckraum (9) öffnendes Rückschlagventil (32) begrenzt ist, welches einen in Bodenrichtung federbeaufschlagten, scheibenartigen Schließkörper (21 ) mit wenigstens einem permanent offenen Durchlaß (24) in den Übertritt (1 1 ) als zweite Stufe (26) besitzt, der als Blende bzw. blendenähnlich hergestellt ist.2. Slave unit according to claim 1, characterized in that the first stage (20) consists of one or more chamfer-like slots (17) on an annular edge (16) of the second end face (8) of the slave piston (6), which valve side in an annular groove (18) opens onto its outer casing (19), at least one channel (14) cutting the housing (4) as part of the first stage (20) from the pressure chamber (9) into the pressure chamber (12), which is applied to a Axial section of the housing (4) lies in such a way that it is gradually and completely closed by the outer casing (19) of the slave piston (6) during its closing movement, the overflow (11) in the base (10) being moved towards the pressure chamber ( 9) opening check valve (32) is limited, which has a disc-like closing body (21) spring-loaded in the bottom direction has at least one permanently open passage (24) in the transition (1 1) as a second stage (26), which is made as an aperture or similar to an aperture.
3. Nehmereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fasenartigen Schlitze (17) der ersten Stufe (20) ebenfalls blendenähnlich sind.3. Slave unit according to claim 2, characterized in that the chamfer-like slots (17) of the first stage (20) are also aperture-like.
4. Nehmereinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die fasenartigen Schlitze (17) rechteck-, trapez-, dreieck- oder halbkreisförmig ausgebildet sind.4. Slave unit according to claim 2 or 3, characterized in that the chamfer-like slots (17) are rectangular, trapezoidal, triangular or semicircular.
5. Nehmereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) von dem wenigstens einen Kanal (14) der ersten Stufe (20) bogensehnenartig geschnitten ist.5. Slave unit according to claim 2, characterized in that the housing (4) of the at least one channel (14) of the first stage (20) is cut like a bowstring.
6. Nehmereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenartige Schließkörper (21 ) an seinem Rand in einen in Ventilrichtung weisenden Ringkragen (22) übergeht, der beabstandet zur Bohrung (5) des Gehäuses (4) verläuft und dem wenigstens eine Perforation (23) immanent ist.6. Slave unit according to claim 2, characterized in that the disc-like closing body (21) merges at its edge into an annular collar (22) pointing in the valve direction, which extends at a distance from the bore (5) of the housing (4) and which has at least one perforation ( 23) is immanent.
7. Nehmereinheit nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die7. Slave unit according to claim 2 or 6, characterized in that the
Federbeaufschlagung des Schließkörpers (21 ) durch zumindest eineSpring loading of the closing body (21) by at least one
Schraubendruckfeder (27) realisiert ist, die sich ventilseitig an einer mit zu- mindest einem Loch (29) versehenen Scheibe (28) abstützt, die randseitig in der Bohrung (5) des Gehäuses (4) befestigt ist. Helical compression spring (27) is realized, which is supported on the valve side on a disc (28) provided with at least one hole (29), which is fastened on the edge side in the bore (5) of the housing (4).
8. Nehmereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (28) als Boden eines dünnwandigen Topfteiles (30) gefertigt ist, das mit seiner Wand (31 ) so in der Bohrung (5) des Gehäuses (4) befestigt ist, daß es in Richtung zu dessen Boden (10) offen ist, wobei der Ringkragen (22) des Schließkörpers (21 ) innerhalb der Wand (31 ) verläuft.8. Slave unit according to claim 7, characterized in that the disc (28) is made as the bottom of a thin-walled pot part (30) which is fixed with its wall (31) in the bore (5) of the housing (4) that it is open towards the bottom (10) thereof, the annular collar (22) of the closing body (21) running inside the wall (31).
9. Nehmereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Strömungsmittel Hydrauliköl vorgesehen ist.9. Slave unit according to claim 1, characterized in that hydraulic oil is provided as the fluid.
10. Nehmereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Nehmereinheit (1) in einen nockengetriebenen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine eingebaut ist. 10. Slave unit according to claim 1, characterized in that the slave unit (1) is installed in a cam-driven valve train of an internal combustion engine.
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