Stand der Technik Es ist bekannt, als Antriebsmaschine von Kraftfahr- zeugen Verbrennungskraftmaschinen einzusetzen. Hier- bei wird ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in einem Ar- beitsraum verdichtet und gezündet. Die hierbei ent- stehende Energie wird in mechanische Arbeit umge- setzt. Bekannt ist, Luft beziehungsweise das Luft- Kraftstoff-Gemisch dem Arbeitsraum über Ventile zuzu- führen (Einlassventile) beziehungsweise die Verbren- nungsprodukte über Ventile aus dem Arbeitsraum abzu- führen (Auslassventile). Einer Steuerung dieser Ven- tile kommt für die Bestimmung eines Wirkungsgrades der Verbrennungskraftmaschine eine große Bedeutung zu. Insbesondere wird über die Steuerung der Ventile der Gaswechsel im Arbeitsraum gesteuert.

Bekannt ist, neben einer Nockenwellensteuerung auch eine elektrohydraulische Ventilsteuerung einzusetzen.

Die elektrohydraulische Ventilsteuerung bietet die Möglichkeit einer variablen oder vollvariablen Ven- tilsteuerung, so dass eine Optimierung des Gaswech- sels und somit eine Steigerung des motorischen Wir- kungsgrades der Verbrennungskraftmaschine möglich ist.

Die elektrohydraulische Ventilsteuerung umfaßt ein hydraulisch betätigbares Steuerventil, dessen Steuer- ventilkolben einen Ventilkörper der Einlass-bezie- hungsweise Auslassventile betätigt und gegen einen Ventilsitz (Ventilsitzring) führt (Schließen des Ven- tils) oder von diesem wegbewegt (Öffnen des Ventils).

Über eine Drucksteuerung eines Hydraulikmediums lässt sich das Steuerventil betätigen. Die Drucksteuerung erfolgt hierbei über in den Hydraulikkreislauf einge- bundene Magnetventile. Um möglichst optimale Gaswech- sel erreichen zu können, sind möglichst hohe Schalt- geschwindigkeiten des Steuerventils erwünscht. Durch diese hohen Schaltgeschwindigkeiten trifft der Ven- tilkörper der Einlass-beziehungsweise Auslassventile mit hoher Geschwindigkeit auf den Ventilsitzring.

Hierdurch ergibt sich einerseits eine Geräuschent- wicklung und die Ventilpartner unterliegen einem relativ hohen Verschleiß.

Beispielsweise hat die EP 0 455 761 B1 eine hydrauli- sche Ventilsteuervorrichtung für eine Verbrennungs- kraftmaschine zum Gegenstand. Das technische Grund- prinzip dieser Lösung besteht darin, ein Motorventil mittels eines gesteuerten Druckes einer Hydraulik- flüssigkeit zu verschieben. Bei dieser Lösung ist

vorgesehen, dass ein elektronisches Steuergerät ein Magnetventil ansteuert, das wiederum die Bewegung eines Speicherkolbens steuert, über den der Hub des Motorventils verändert wird.

Die EP 0 512 698 AI beschreibt ein einstellbares Ven- tilsystem für einen Verbrennungsmotor. Diese Lösung stellt ein Beispiel einer mechanischen Ventilsteue- rung über Nocken einer rotierenden Nockenwelle dar.

Die US 4, 777, 915 hat ein elektromagnetisches Ventil- steuersystem für eine Verbrennungskraftmaschine zum Gegenstand. Eine ähnliche Lösung einer elektromagne- tischen Ventilsteuerung ist durch die EP 0 471 614 AI bekannt. Bei diesen Lösungen wird das Ventil durch elektromagnetische Kraft hin-und hergehend in unter- schiedliche Positionen-bewegt. Die Elektromagneten sind dabei innerhalb eines Gehäuseteiles des Zylin- derkopfes in zwei unterschiedlichen Bereichen ange- ordnet. Durch das abwechselnde Aktivieren der Elek- tromagneten wird das Ventil alternativ in zwei Endla- gen bewegt, die jeweils der Öffnungs-und der Schließstellung des Ventiles entsprechen. In diesen Endlagen des Ventiles ist die Durchlassöffnung zum Verbrennungsraum des Luft-Kraftstoff-Gemisches dann am weitesten geöffnet oder völlig verschlossen.

Eine weitere Lösung ist aus der EP 0 551 271 B1 be- kannt. Bei dieser Lösung handelt es sich um einen Ventilmechanismus mit einem Tellerventil, das in einem Durchgang eines Verbrennungsmotors angeordnet ist. Das Grundprinzip dieser Lösung besteht in einer

Zweiteilung des Ventiltellers, wobei die eine Hälfte des Ventiltellers lediglich einen Teilhub der anderen Hälfte des Ventiltellers durchführt.

Nachteilig bei diesen bekannten Lösungen zur Ventil- steuerung ist insbesondere der hohe Aufwand bei der Fertigung und Montage des Ventilmechanismus aufgrund seines komplizierten Aufbaus. Dieses wirkt sich nega- tiv auf die Kosten der Fertigung und Montage aus. Des Weiteren sind bei diesen Lösungen extrem hohe Ge- schwindigkeiten und große Kräfte zur Ventilsteuerung erforderlich, so dass eine erhöhte Störanfälligkeit der Ventilsteuerung. aufgrund eines starken Verschlei- ßes der Teile des Ventilmechanismus die unvermeidbare Folge ist.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Ventilmechanismus mit den kenn- zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs bietet hin- gegen den Vorteil, mit einfachen Mitteln einen variablen Ventilöffnungsquerschnitt zu schaffen. Da- durch, dass koaxial zum Gaswechselventil ein Dicht- schieber angeordnet ist, der von der Kraft einer Kop- pelfeder beaufschlagt und durch die Ventilsteuerein- heit in axialer Richtung hin-und hergehend ver- schiebbar ist, wobei vorzugsweise die Position des Dichtschiebers relativ zum Gaswechselventil in axia- ler Richtung durch eine Verstelleinheit stufenlos einstellbar ist, wird ein Ventilmechanismus geschaf- fen, der einen einfachen Aufbau aufweist und sicher und dauerhaft funktioniert. Der Vorteil des erfin-

dungsgemäßen Ventilmechanismus besteht insbesondere darin, dass ein variabler Ventilöffnungsquerschnitt erzeugt werden kann, wobei jedes einzelne Ventil sich separat regeln lässt. Der variable Ventilöffnungs- querschnitt lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Ven- tilmechanismus vorteilhafterweise ohne hohe Geschwin- digkeiten und ohne große Kräfte erzeugen, so dass die Störanfälligkeit dieses Ventilmechanismus sehr gering ist. Der erfindungsgemäße Ventilmechanismus kann auf- grund seines einfachen Aufbaus kostengünstig herge- stellt und montiert werden. Die Erfindung schafft in vorteilhafter Weise eine variable Ventilsteuerung, durch die eine Optimierung des Gaswechsels und somit eine Steigerung des motorischen Wirkungsgrades der Verbrennungskraftmaschine möglich ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vor- gesehen, dass die Ventilsteuereinheit eine Nocken- welle ist.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gaswechselventil einen rota- tionssymmetrischen Grundaufbau hat und aus einem Ven- tilschaft besteht, an dessen unterem Ende ein Ventil- teller angeordnet ist.

Nach weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ventilteller eine konische Umfangsfläche aufweist, die den Dichtsitz des Gas- wechselventils bildet.

Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in Schließstellung des Ventilmecha- nismus der Dichtsitz des Gaswechselventils jeweils unmittelbar an einem Dichtsitz des Dichtschiebers und an einem Ventilsitzring des Zylinderkopfes anliegt.

Darüber hinaus ist bevorzugter Ausgestaltung der Er- findung vorgesehen, dass der Dichtschieber aus einem buchsenförmigen Lagerkörper besteht, der innerhalb einer Führung des Zylinderkopfes axial hin-und her- gehend verschiebbar angeordnet ist.

Durch diese vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfin- dung kann die Zufuhr des Luft-Kraftstoff-Gemisches mit einer großen Genauigkeit geregelt und damit ein . hoher Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine er- reicht werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Zeichnungen Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs- beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er- läutert. Es zeigen : Figur 1 einen Schnitt durch einen Zylinderkopf mit dem erfindungsgemäßen Ventilmechanismus und

Figur 2 eine Perspektivansicht eines Dichtschiebers des erfindungsgemäßen Ventilmechanismus.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In den beiden Figuren sind die einzelnen Teile des erfindungsgemäßen Ventilmechanismus schematisch und nur mit den für die Erfindung wesentlichen Bestand- teilen dargestellt. Gleiche Teile des erfindungsgemä- ßen Ventilmechanismus sind in den Figuren mit glei- chen Bezugszeichen versehen und werden in der Regel jeweils nur einmal beschrieben.

In Figur 1 ist der erfindungsgemäße Ventilmechanismus in seiner Anordnung im Zylinderkopf 18 eines Verbren- nungsmotors dargestellt. Der Ventilmechanismus weist ein Gaswechselventil 12 auf, das von der Kraft einer Ventilfeder 16 beaufschlagt ist. Das Gaswechselventil 12 ist innerhalb einer Führung axial hin-und herge- hend verschiebbar, wobei die Verschiebebewegung durch eine Ventilsteuereinheit erzeugt wird. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist als Ventilsteuerein- heit eine Nockenwelle (nicht dargestellt) vorgesehen.

Das Gaswechselventil 12 hat einen rotationssymmetri- schen Grundaufbau und besteht aus einem Ventilschaft 14, an dessen unterem Ende ein Ventilteller 20 ange- ordnet ist. Die Figur 1 zeigt den Ventilmechanismus in der Schließstellung des Gaswechselventils 12.

Dabei liegt der Dichtsitz 28 des Gaswechselventils 12 jeweils unmittelbar an einem Dichtsitz 30 des Dicht- schiebers 10 und an einem Ventilsitzring 22 des Zylinderkopfes 18 an.

Aufbau und Wirkungsweise von Gaswechselventilen 12 an sich sind allgemein bekannt, so dass hierauf im Rah- men der vorliegenden Beschreibung nicht näher einge- gangen werden soll.

Die Erfindung sieht vor, dass koaxial zum Gaswechsel- ventil 12 ein Dichtschieber 10 angeordnet ist. Der Dichtschieber 10 ist von der Kraft einer Koppelfeder 24 beaufschlagt und axial hin-und hergehend ver- schiebbar. Die Verschiebebewegung des Dichtschiebers 10 wird ebenfalls durch die Nockenwelle (nicht dar- gestellt), von der die Verschiebebewegung des Gas- wechselventils 12 gesteuert wird, erzeugt.

In Figur 2 ist der Dichtschieber 10 schematisch in einer Perspektivansicht dargestellt. Der Dichtschie- ber 10 besteht im Wesentlichen aus einem Lagerkörper 40 und einem Dichtkörper 38. Der Lagerkörper 40 des Dichtschiebers 10 ist buchsenförmig ausgebildet und innerhalb einer Führung des Zylinderkopfes 18 axial hin-und hergehend verschiebbar angeordnet. Am unte- ren Ende weist der Dichtschieber 10 einen zylinder- förmigen Dichtkörper 38 auf, dessen Außenfläche den Dichtsitz 30 bildet. Der Dichtkörper 38 ist mit dem Lagerkörper 40 über Verbindungsstangen 42 verbunden.

Am Lagerkörper 40 ist nahe seinem oberen Ende eine Anschlagscheibe 26 befestigt. Zur Erleichterung der Montage besteht diese Anschlagscheibe 26 aus zwei Teilen. Die beiden Teile der Anschlagscheibe 26 sind

von einem Spannring 36 umgeben, durch den sie zu- sammengehalten werden.

Die Verbindung zwischen dem Dichtkörper 38 und dem Lagerkörper 40 ist so ausgelegt, dass ausreichend Raum für die durchströmende Luft beziehungsweise für das Luft-Kraftstoff-Gemisch bleibt. Sowohl für den Einlass als auch für den Auslass der Luft beziehungs- weise des Luft-Kraftstoff-Gemisches ist dadurch in vorteilhafter Weise innerhalb des Dichtschiebers 10 eine ausreichend große Durchlassöffnung zum ungehin- derten Durchströmen dieses Mediums vorhanden.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ventilmecha- nismus zeigt folgende Funktion : Durch die Ventilsteuereinheit, die in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine Nockenwelle (nicht dargestellt) ist, kann das Gaswechselventil 12 ent- weder geöffnet oder geschlossen werden. Das Gaswech- selventil 12 wird wie bei einem herkömmlichen Ventil- trieb über die Nockenwelle am Ventilschaft 14 nach unten gedrückt und dabei der Bewegungsverlauf des Gaswechselventils 12 gesteuert. Hierfür sind alle bekannten Verfahren, die auf den technischen Prinzi- pien des Tassenstößels, Kipphebels, Schlepphebels und dergleichen basieren, anwendbar.

Die Nockenwelle 44 arbeitet gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder 16, die sich am Zylinderkopf 18 und am Ventilteller 20, der sich mit dem Gaswechselventil 12 mitbewegt, abstützt. Durch Drehung der Nockenwelle

44 wird das Gaswechselventil 12 nach unten gedrückt, und der Dichtsitz 28 des Gaswechselventils 12 hebt vom Ventilsitzring 22 ab.

Über die Koppelfeder 24, die unter einer bestimmten Vorspannung steht, wird der Dichtschieber 10 mitbe- wegt. Die Koppelfeder 24 stützt sich am Ventilteller 20 und an der Anschlagscheibe 26, die mit dem Dicht- schieber 10 verbunden ist, ab. Hierdurch wird der Dichtsitz 30 des Dichtschiebers 10 auf den Dichtsitz 28 des Gaswechselventils 12 gedrückt. Da zwischen dem Dichtkörper 38 und dem Ventilsitzring 22 eine Ring- spaltdichtung besteht, kann nur eine sehr geringe Luftmenge (Leckage) in den Brennraum 32 gelangen.

Das Gaswechselventil 12 und damit auch der Dicht- schieber 10 folgen dem Nockenverlauf, bis die An- schlagscheibe 26 auf den Regelschieber 34 auftrifft.

Der Regelschieber 34 ist in axialer Richtung des Ven- tilschaftes 14 in seiner Ausgangsposition relativ-zum Gaswechselventil 12 verstellbar. Die Verstellung kann elektrisch, hydrauLisch oder auch pneumatisch erfol- gen. Der Regelschieber 34 kann nur über eine entspre- chende Verstelleinheit (nicht dargestellt) verstellt werden. Ansonsten bleibt die Position des Regelschie- bers 34 innerhalb des Ventilmechanismus fix, auch wenn von außen Kräfte auf ihn einwirken. Die Ver- stelleinheiten können jeweils elektrisch, hydraulisch oder auch pneumatisch betätigbar sein.

Sobald die Anschlagscheibe 26 auf den Regelschieber 34 auftrifft, kann der Dichtschieber 10 keine Bewe- gung in Öffnungsrichtung des Gaswechselventils 12 mehr durchführen. Da das Gaswechselventil 12 durch die Nockenwelle weiter bewegt wird, hebt der Dicht- sitz 28 des Gaswechselventils 12 vom Dichtsitz 30 des Dichtschiebers 10 ab, wobei Luft in den Brennraum 32 eindringen kann. Die Koppelfeder 24 wird dabei zusam- mengedrückt.

Folgt das Gaswechselventil 12 der Schließflanke der Nockenwelle, wird es durch die Ventilfeder 16 in Schließrichtung gedrückt. Der Dichtsitz 28 des Gas- wechselventils 12 legt sich am Dichtsitz 30 des Dichtschiebers 10 an. Der Dichtschieber 10 wird mit- genommen, bis der Dichtsitz 28 des Gaswechselventils 12 am Ventilsitzring 22 anliegt und das Gaswechsel- ventil 12 geschlossen ist.

Das Gaswechselventil 12 und somit auch der Dicht- schieber 10 folgen dem Nockenverlauf der Nockenwelle 44. Zu einem bestimmten Zeitpunkt trifft die An- schlagscheibe 26, die mit dem Dichtschieber 10 ver- bunden ist, auf den Regelschieber 34 (in Figur 1 dar- gestellter Zustand). Danach kann der Dichtschieber 10 dem Nockenverlauf der Nockenwelle 44 nicht mehr fol- gen. Das Gaswechselventil 12 hebt vom Dichtschieber 10 ab und Luft kann in den Brennraum gelangen.

Durch axiales Verschieben der Position des Regel- schiebers 34 über eine Verstelleinheit (nicht darge- stellt) kann eingestellt werden, wann sich der Dicht-

sitz 28 des Gaswechselventils 12 vom Dichtsitz 30 des Dichtschiebers 10 abhebt. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich der Öffnungsquerschnitt des Gaswech- selventils 12 und somit auch die Menge der in den Brennraum 32 gelangenden Luft regeln.