Die Erfindung betrifft eine Baugruppe eines hydraulisch variablen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, aufweisend eine in ein Hydraulikgehäuse montierbare Führungsbuchse und einen darin axial beweglich gelagerten Kolben zur Betätigung eines Gaswechselventils sowie ein am gaswechselventilfernen Endabschnitt der Führungsbuchse stationär angeordnetes Ventilelement. Dieses begrenzt zusammen mit der gaswechselventilfernen Stirnseite des Kolbens einen hydraulischen Druckraum in der Führungsbuchse, wobei es sich bei dem Ventilelement um ein Drosselrückschlagventil handelt, das den Hydraulikmittelfluss aus dem Druckraum heraus mittels eines permanent offenen Drosselquerschnitts drosselt und das den Hydraulikmittelfluss in den Druckraum hinein mittels eine Kugelrückschlagventils drosselarm zulässt. Hintergrund der Erfindung

Ein elektrohydraulisch variabler Ventiltrieb mit einer gattungsgemäßen Baugruppe geht aus der EP 1 344 900 A2 hervor. Ein wesentlicher Bestandteil dieses bekanntlich nach dem sogenannten Lost-Motion-Prinzip arbeitenden Ventiltriebs, bei dem zwischen der Antriebseite, d.h. dem Nocken einer Nockenwelle, und der Abtriebseite, d.h. dem Gaswechselventil, ein sogenanntes hydraulisches Gestänge mit variabel absteuerbarem Hydraulikvolumen verläuft, ist eine hydraulische Ventilbremse, die die Aufsetzgeschwindigkeit des schließenden Gaswechselventils unabhängig von der Nockenstellung kontrolliert und auf vorgegebene Werte be- schränkt, die akustisch und mechanisch akzeptabel sind.

Bei der hydraulischen Ventilbremse handelt es sich um ein als Drosselrückschlagventil ausgeführtes Ventilelement. Das kontrollierte Abbremsen des Kolbens und folglich des in Schließrichtung federkraftbeaufschlagten Gaswechselventils erfolgt durch den Drosselquerschnitt, der in der finalen Schließphase des Gaswechselventils eine starke Drosselung des aus dem Druckraum verdrängten Hydraulikmittels bewirkt. Das in der Ventilschließphase geschlossene Kugelrückschlagventil hat demgegenüber die Aufgabe, eine schnelle initiale Öffnungsgeschwindigkeit des Gaswechselventils zu ermöglichen, indem bei dann geöffneter Ventilkugel ein im wesentlichen ungedrosselter und dementsprechend vergleichsweise großer Volumenstrom in den Druckraum hinein fließen kann. Das Ventilelement ist in einem in den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingesetzten und die wesentlichen Elemente des hydraulischen Ventiltriebs umfassenden Hydraulikgehäuse stationär angeordnet. Die Befestigung des Ventilelements im Hydraulikgehäuse erfolgt mittels einer Schraube, die eine Führungsbuchse gegen das Ventilelement und das Ventilelement gegen das Hydraulikgehäuse verspannt.

Aufgabe der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Baugruppe konstruktiv so zu modifizieren, dass bei der Herstellung des Ventiltriebs dessen Montage und Funktionsprüfung vereinfacht werden.

Zusammenfassung der Erfindung Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Demnach soll die Baugruppe als außerhalb des Hydraulikgehäuses montierte Baueinheit ausgebildet sein, wobei die Führungsbuchse und das Ventilelement aneinander befestigt sind und der Kolben verliersicher in der Führungsbuchse gehaltert ist. Eine derartige Baueinheit ist in mehrerer Hinsicht vorteilhaft. Die Sicherheit gegen Fehlmontage wird erhöht, da die einzelnen Elemente der Baugruppe und insbesondere das Ventilelement und die Führungsbuchse nicht separat voneinander in das Hydraulikgehäuse montiert werden müssen und folglich das Risiko von Montagefehlern wie das Schiefstellen/Verkanten oder das Fehlen einzelner Elemente verringert wird. Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich jedoch dadurch, dass die betriebliche Funktion der Baugruppe und insbesondere die Funktion der hydraulischen Ventilbremse bereits vor deren Montage in das Hydraulikgehäuse vermessen oder geprüft werden kann. Hierdurch können einerseits Ausschussteile bereits frühzeitig, d.h. vor der Montage in das Hydraulikgehäuse aussortiert werden und andererseits Gutteile im Sinne einer Ventilhubgleichvertei- lung so gruppiert werden, dass beispielsweise die hydraulische Ventilbremsfunktion aller in einem Hydraulikgehäuse montierten Baueinheiten eine durch die Gruppierung vorgegebene geringe Schwankungsbreite aufweist.

In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Ventilelement ein vom Drosselquerschnitt durchsetztes und mit dem Ventilsitz des Kugelrückschlagventils versehenes Ventilgehäuse aufweist, das in den gaswechselventilfernen Endabschnitt der Führungsbuchse eingesetzt ist. In hierzu alternativen Ausgestaltun- gen kann das Ventilgehäuse auch den gaswechselventilfernen Endabschnitt der Führungsbuchse übergreifend oder plan auf diesem aufliegend an der Führungsbuchse befestigt sein. Als Befestigungsarten kommen Stoffschluss, wie Schweißen, Formschluss, wie Schrauben oder Verstemmen, und Kraftschluss, wie Pressen, in Betracht.

Vorzugsweise ist der gaswechseiventilferne Endabschnitt der Führungsbuchse mit einer zylindrischen Ansenkung versehen, in der das Ventilgehäuse mittels eines Pressverbands befestigt und auf einer durch die Ansenkung gebildeten Axialschulter axial abgestützt ist. Die Abstützung kann unmittelbar oder mittels eines zwischen dem Ventilgehäuse und der Axialschulter eingespannten Zwischenteils erfolgen. Ferner soll das Ventilgehäuse die Axialschulter radial einwärts überragen und als axialer Endanschlag für die gaswechseiventilferne Stirnseite des Kolbens dienen. Dabei ist die Führungsbuchse von einer Querbohrung durchsetzt, die sich mit der Ansenkung derart verschneidet, dass die Axialschulter eine Mulde auf- weist, deren Querschnitt - je nach Art der Abstützung - durch das Ventilgehäuse oder das Zwischenteil kreissegmentförmig begrenzt ist.

Die Querbohrung dient ebenso wie der Drosselquerschnitt dem Abbremsen des Gaswechselventils in der Schließphase. Gegenüber dem Drosselquerschnitt wird jedoch die Querbohrung vom Kolben überfahren, so dass deren freier oder effektiver Strömungsquerschnitt von der momentanen Axialstellung des Kolbens abhängt. Eine günstige Drosselcharakteristik der Querbohrung ergibt sich dann, wenn die Querbohrung keinen kreisförmigen, sondern eben nur einen kreisseg- mentförmigen, wie beispielsweise einen halbkreisförmigen effektiven Querschnitt aufweist. Und ein solcher Querschnitt ergibt sich durch das erfindungsgemäß geometrische Zusammenspiel von der (kreisförmig hergestellten) Querbohrung, deren Verschneidung mit der Ansenkung und der Begrenzung durch das Ventilge- häuse bzw. durch die Zwischenplatte.

Außerdem soll das Ventilgehäuse einen sich radial auswärts erstreckenden Bund aufweisen, der zwischen der Axialschulter und einer ersten Stirnfläche eines Befestigungsrings axial eingespannt ist, wobei der Außenmantel des Befestigungs- rings und der Innenmantel der Ansenkung den Pressverband bilden. Für den Fall, dass der Befestigungsring das Ventilgehäuse in die gaswechselventilferne Richtung axial überragt und die zweite Stirnfläche des Befestigungsrings zur axialen Abstützung der Baueinheit im Hydraulikgehäuse dient, soll der Befestigungsring im Bereich von dessen zweiter Stirnfläche mit einem Hydraulikmittelübertritt ver- sehen sein. Alternativ kann die Abstützung der Baueinheit im Hydraulikgehäuse auch unmittelbar an der Führungsbuchse, beispielsweise an deren gaswechsel- ventilfernen Endabschnitt, und nicht über das daran befestigte Ventilgehäuse erfolgen. Der Befestigungsring besteht vorzugsweise aus Aluminium- oder Stahlwerkstoff.

In einer alternativen Ausgestaltung ohne Befestigungsring kann es auch vorgesehen sein, dass der Außenmantel des Ventilgehäuses und der Innenmantel der Ansenkung den Pressverband bilden. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Sofern nicht anders erwähnt, sind dabei gleiche oder funktions- gleiche Merkmale oder Bauteile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:

Figur 1 eine in einem Hydraulikgehäuse eines elektrohydraulisch variablen

Ventiltriebs montierte Baueinheit im Längsschnitt; Figur 2 die Befestigung des Ventilgehäuses in der Führungsbuchse mit Befestigungsring gemäß Figur 1 in vergrößerter Darstellung; Figur 3 eine alternative Ausführung der Baueinheit mit einem gegenüber Figur

1 modifizierten Befestigungsring in einer Figur 2 entsprechenden Darstellung;

Figur 4 ein alternative Ausführung der Baueinheit mit einem schmalen Befesti- gungsring in einer Figur 2 entsprechenden Darstellung;

Figur 5 eine perspektivische Ansicht auf eine innen scharfkantige zylindrische

Ansenkung in der Führungsbuchse; Figur 6 eine perspektivische Ansicht auf eine innen angefaste zylindrische Ansenkung in der Führungsbuchse und

Figur 7 ein alternative Ausführung der Baueinheit ohne Befestigungsring in einer Figur 2 entsprechenden Darstellung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt die Abtriebseite eines hydraulischen Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine, welcher zur hubvariablen Betätigung eines in Schließrichtung federkraft- beaufschlagten Gaswechselventils 1 dient. Eine in einer Aufnahme 2 eines Hydraulikgehäuses 3 montierte Baugruppe des Ventiltriebs umfasst eine Führungsbuchse 4, einen Kolben 5, ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement 6 und ein Ventilelement 7. Die Führungsbuchse 4 ist mittels einer Schraubverbindung 8 und Dichtringen 9 weitestgehend druckmitteldicht im Hydraulikgehäuse 3 befes- tigt. Der Kolben 5 und das Ventilspielausgleichselement 6 sind in axialer Reihenschaltung axial beweglich in der Führungsbuchse 4 gelagert. Das Ventilelement 7 ist am gaswechselventilfernen Endabschnitt der Führungsbuchse 4 stationär angeordnet und begrenzt zusammen mit der gaswechselventilfernen Stirnseite 10 des Kolbens 5 einen Druckraum 1 1 innerhalb der Führungsbuchse 4. Dieser ab- triebseitige Druckraum 1 1 kommuniziert in bekannter Weise über Überströmkanäle 12 in der Führungsbuchse 4 und über das als hydraulische Ventilbremse dienende Ventilelement 7 mit einem antriebseitigen Druckraum 13, dessen Hydrau- likmittelvolumen zur Erzeugung der Hubvariabilität am Gaswechselventil 1 über ein elektrisch ansteuerbares Hydraulikventil in einen Druckentlastungsraum (jeweils nicht dargestellt) teilweise oder vollständig abgesteuert wird.

Erfindungsgemäß bildet die Baugruppe eine außerhalb des Hydraulikgehäuses 3 montierte und auf ihre hydraulische Funktion hin geprüfte sowie optional nach vorgegebenen Kennwerten gruppierte Baueinheit. Dabei sind die Führungsbuchse 4 und das Ventilelement 7 aneinander befestigt, und der Kolben 5 ist in Verbindung mit dem Ventilspielausgleichselement 6 verliersicher in der Führungsbuchse 4 gehaltert. Die Halterung erfolgt formschlüssig über einen Axialanschlag, indem eine auf dem Ausgleichsgehäuse des Ventilspielausgleichselements 6 befestigte Bundbuchse 14 gegen einen auf der Führungsbuchse 4 befestigten Winkelring 15 axial anschlägt. Es ist selbstverständlich, dass der Axialanschlag nicht im betrieblichen Einbauzustand, sondern lediglich im demontierten Zustand der Baueinheit zur Wirkung kommt, um dann ein Herausfallen des Ventilspielausgleichselements 6 und des Kolbens 5 aus der Führungsbuchse 4 zu verhindern, wobei der freie Hub des Axialanschlags dementsprechend groß dimensioniert ist.

Das Ventilelement 7 und dessen Befestigung an der Führungsbuchse 4 gehen in vergrößerter Darstellung aus Figur 2 hervor. Wie eingangs beschrieben, handelt es sich bei dem Ventilelement 7 um ein Drosselrückschlagventil mit einem permanent offenen Drosselquerschnitt 16, der in der finalen Schließphase des Gaswechselventils 1 den Hydraulikmittelfluss aus dem Druckraum 1 1 heraus stark drosselt, und einem Kugelrückschlagventil 17, das in der initialen Öffnungsphase des Gaswechselventils 1 den Hydraulikmittelfluss in den Druckraum 1 hinein drosselarm zulässt. Das Ventilelement 7 umfasst ein aus einer Außenkappe 18 und einer Innenkappe 19 zusammengesetztes Ventilgehäuse 20, wobei der Drosselquerschnitt 16 und der Ventilsitz 21 für die Ventilkugel 22 in bzw. an der Außenkappe 18 verlaufen und die Ventilkugel 22 durch die Innenkappe 19 axial be- weglich gehalten wird.

Das Ventilgehäuse 20 ist in einer zylindrischen Ansenkung 23 der Führungsbuchse 4 eingesetzt und mit einem sich radial auswärts erstreckenden Bund 24 gegen eine durch die Ansenkung 23 gebildete Axialschulter 25 axial abgestützt. Die Befestigung des Ventilgehäuses 20 in der Führungsbuchse 4 erfolgt mittels eines Befestigungsrings 26, dessen Außenmantel mit dem Innenmantel der Ansenkung 23 einen Pressverband bildet und dessen erste Stirnfläche 27 den Bund 24 gegen die Axialschulter 25 verspannt.

Der Befestigungsring 26 überragt das Ventilgehäuse 20 axial, und die zweite Stirnfläche 28 des Befestigungsrings 26 dient zur axialen Abstützung der Baueinheit am Grund der Aufnahme 2 des Hydraulikgehäuses 3. Als Hydraulikmittelübertritt zwischen dem antriebseitigen Druckraum 13 und dem Ventilgehäuse 20 die- nen vier Ausnehmungen 29, die die zweite Stirnfläche 28 unterbrechen.

Das Ventilgehäuse 20 überragt die Axialschulter 25 radial einwärts, um einen a- xialen Endanschlag für die gaswechselventilferne Stirnseite 10 des Kolbens 5 entsprechend der Schließposition des Gaswechselventils 1 zu bilden. Wie es auch in einer Zusammenschau mit Figur 5 oder Figur 6 deutlich wird, ist die Führungsbuchse 4 axial oberhalb der Überströmkanäle 12 von einer Querbohrung 30 durchsetzt. Diese bewirkt wie der Drosselquerschnitt 16 ein Abbremsen des schließenden Gaswechselventils 1 , indem der zurück fahrende Kolben 5 die Querbohrung 30 sukzessive verdeckt und deren für das abströmende Hydraulik- mittel zur Verfügung stehende Querschnittsfläche entsprechend sukzessive verkleinert. Ein für die Bremscharakteristik besonders geeigneter Kolbenhub- Querschnitts-Verlauf ergibt sich dann, wenn der effektive Querschnitt der Querbohrung 30 nicht kreisförmig, sondern lediglich kreissegmentförmig ist. Zu diesem Zweck verschneidet sich die mit kreisförmigem Querschnitt hergestellte Querboh- rung 30 so mit der Ansenkung 23, dass die Axialschulter 25 eine Mulde 31 aufweist. Deren Querschnitt wird durch das auf der Axialschulter 25 aufliegende Ventilgehäuse 20 zur Kreissegmentform und hier etwa zu einem Halbkreis begrenzt. Das in Figur 3 offenbarte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zuvor erläuterten Beispiel lediglich durch den Hydraulikmittelübertritt in Form von Bohrungen 32, die den Befestigungsring 26' im Bereich von dessen zweiter Stirnfläche 28 durchsetzen.

Das in Figur 4 offenbarte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den zuvor erläuterten Beispielen durch einen schmalen Befestigungsring 26", der das Ventilgehäuse 20 axial nicht überragt, sondern gegenüber diesem zurücksteht. Die axiale AbStützung der Baueinheit im Hydraulikgehäuse 3 erfolgt demnach unmit- telbar an einer Stirnfläche der Führungsbuchse 4.

Die Figuren 5 und 6 zeigen die zylindrische Ansenkung 23 in zwei Varianten, nämlich mit scharfkantigem Übergang 33 zur Kolbenführungsbohrung 34 einerseits und mit angefastem oder abgerundetem Übergang 33' zur Kolbenführungsboh- rung 34 andererseits. Die Gestaltung des Übergangs hat in Verbindung mit der Gestaltung der oberen Kolbenkante 35 (siehe Figur 3: dort scharfkantig) einen signifikanten Einfluss auf die Strömungscharakteristik des Hydraulikmittels aus der Querbohrung 30 kurz vor der Endlage des zurück fahrenden Kolbens 5. Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel ohne separaten Befestigungsring. In diesem Fall ist der Außenmantel des bundfrei zylindrischen Ventilgehäuses 20' im Innenmantel der Ansenkung 23 eingepresst und mittels eines Zwischenteils 36 gegen die Axialschulter 25 abgestützt. Analog zu den vorstehenden Erläuterungen dient das als Lochscheibe ausgeführte Zwischenteil 36 als axialer Endanschlag für den Kolben 5 einerseits und zur kreissegmentförmigen Begrenzung der Querbohrung 30 andererseits. Das Ventilgehäuse 20' entstammt der Massenfertigung konventioneller hydraulischer Ventilspielausgleichselemente, wo es als Ausgleichskolben dient. Der für die hier vorliegende Verwendung als Drosselrückschlagventil erforderliche Drosselquerschnitt ist in der Schnittdarstellung nicht erkennbar. Ebenso nicht dargestellt ist ein Hydraulikmittelübertritt an der gas- wechselventilfernen Stirnfläche des Ventilgehäuses 20', welcher dann erforderlich ist, wenn die Baueinheit über das Ventilgehäuse 20' am Grund der Aufnahme 2 des Hydraulikgehäuses 3 abgestützt ist. Liste der Bezugszahlen

I Gaswechselventil

2 Aufnahme des Hydraulikgehäuses

3 Hydraulikgehäuse

4 Führungsbuchse

5 Kolben

6 Ventilspielausgleichselement

7 Ventilelement

8 Schraubverbindung

9 Dichtring

10 gaswechselventilferne Stirnseite des Kolbens

I I abtriebseitiger Druckraum

12 Überströmkanal

13 antriebseitiger Druckraum

14 Bundbuchse

15 Winkelring

16 Drosselquerschnitt

17 Kugelrückschlagventil

18 Außenkappe des Ventilgehäuses

19 Innenkappe des Ventilgehäuses

20 Ventilgehäuse

21 Ventilsitz

22 Ventilkugel

23 Ansenkung

24 Bund

25 Axialschulter

26 Befestigungsring

27 erste Stirnfläche des Befestigungsrings

28 zweite Stirnfläche des Befestigungsrings

29 Ausnehmung / Hydraulikmittelübertritt

30 Querbohrung Mulde

Bohrung / Hydraulikmittelübertritt Übergang zur Kolbenführungsbohrung Kolbenführungsbohrung

obere Kolbenkante

Zwischenteil