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Title:
VALVE MECHANISM WITH A VARIABLE VALVE OPENING DIAMETER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/018965
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a valve mechanism with a variable valve opening diameter, whereby the valve mechanism is arranged at a passage opening of an internal combustion engine. Said mechanism comprises a gas exchange valve, to which the force of a valve spring is applied and which can be displaced back and forth in the axial direction inside a guide by means of a valve control unit. According to the invention, a sealing slide (10) is arranged in a coaxial manner in relation to the gas exchange valve (12). The force of a coupling spring (24) is applied to said slide, which can be displaced back and forth in the axial direction by means of the valve control unit. The position of the sealing slide (10) in relation to the gas exchange valve (12) can be modified in the axial direction by means of an adjusting unit.

Inventors:
HAMMER UWE (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/002550
Publication Date:
March 06, 2003
Filing Date:
July 12, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
HAMMER UWE (DE)
International Classes:
F01L1/28; F01L1/46; F01L3/20; F01L9/10; F01L13/00; F02D13/02; (IPC1-7): F01L1/28; F01L1/34; F16K31/06; F16K11/044
Foreign References:
DE2636519A11978-02-16
DE2938372A11980-04-10
FR2518686A11983-06-24
EP0856660A11998-08-05
EP0455761B11993-12-29
EP0512698A11992-11-11
US4777915A1988-10-18
EP0471614A11992-02-19
EP0551271B11995-06-28
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Claims:
Patentansprüche
1. Ventilmechanismus mit einem variablen Ventilöff nungsquerschnitt, wobei der Ventilmechanismus an einer Durchlassöffnung einer Verbrennungskraftmaschi ne angeordnet ist und ein Gaswechselventil aufweist, das von der Kraft einer Ventilfeder beaufschlagt und durch eine Ventilsteuereinheit innerhalb einer Füh rung in axialer Richtung hinund hergehend ver schiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass koaxial zum Gaswechselventil (12) ein Dichtschieber (10) angeordnet ist, der von der Kraft einer Koppelfeder (24) beaufschlagt und durch die Ventilsteuereinheit in axialer Richtung hinund hergehend verschiebbar ist, wobei die Position des Dichtschiebers (10) rela tiv zum Gaswechselventil (12) in axialer Richtung durch eine Verstelleinheit veränderbar ist, die im Wesentlichen aus einem Arbeitszylinder (52), in dem ein durch ein Arbeitsmedium verschiebbarer Regelkol ben (46) angeordnet ist, und einem Regelventil (44) besteht.
2. Ventilmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Ventilsteuereinheit eine Nocken welle ist.
3. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass das Gaswechselventil (12) einen rotationssymmetrischen Grundaufbau hat und aus einem Ventilschaft (14) besteht, an dessen unterem Ende ein Ventilteller (20) angeordnet ist.
4. Ventilmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Ventilteller (20) eine konische Umfangsfläche aufweist, die den Dichtsitz (28) des Gaswechselventils (12) bildet.
5. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass in Schließstellung des Ventilmechanismus der Dichtsitz (28) des Gaswechsel ventils (12) jeweils unmittelbar an einem Dichtsitz (30) des Dichtschiebers (10) und an einem Ventilsitz ring (22) des Zylinderkopfes (18) anliegt..
6. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass der Dichtschieber (10) aus einem buchsenförmigen Lagerkörper (40) besteht, der innerhalb einer Führung des Zylinderkopfes (18) axial hinund hergehend verschiebbar angeordnet ist.
7. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass der buchsenförmige Lager körper (40) des Dichtschiebers (10) die Führung des Gaswechselventils (12) bildet, innerhalb der das Gas wechselventil (12) axial hinund hergehend ver schiebbar ist.
8. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, dass der Dichtschieber (10) an seinem unteren Ende einen zylinderförmigen Dichtkör per (38) aufweist, dessen Außenfläche den Dichtsitz (30) bildet.
9. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (38) über Verbindungsstangen (42) mit dem Lagerkörper (40) ver bunden ist.
10. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Lagerkörper (40) des Dichtschiebers, nahe seinem oberen Ende, eine An schlagscheibe (26) befestigt ist.
11. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagscheibe (26) aus zwei Teilen besteht.
12. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Teile der Anschlagscheibe (26) von einem Spannring (36) umgeben sind.
13. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium der Verstell einheit vorzugsweise ein Hydrauliköl ist.
14. Ventilmechanismus nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass das Regelventil (44) elektrisch ansteuerbar ist.
15. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Regelventil (44) drei Schaltstellungen (A, B, C) realisierbar sind, wovon jeweils die erste Schaltstellung (A) den Rückfluss und die dritte Schaltstellung (C) den Zufluss des Hydrauliköls freigibt und die zweite Schaltstellung (B) den Durchfluss des Hydrauliköls versperrt.
16. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 und 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Regel ventil (44) ein Arbeitszylinder (52) ansteuerbar ist, in dem der Regelkolben (46) verschiebbar angeordnet ist, wobei der Regelkolben (46) mit dem Regelschieber (34) des Ventilmechanismus in Verbindung steht.
17. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 und 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (44) im Wesentlichen aus einem Gehäuse (88) besteht, das eine zentrale Arbeitskammer (92) mit drei An schlüssen aufweist, wobei innerhalb der Arbeitskammer (92) ein Stellbolzen (90) axial verschiebbar angeord net ist.
18. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 und 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die drei An schlüsse der zentralen Arbeitskammer jeweils ein Druckanschluss (60), eine Rücklaufleitung (56) und ein Zylinderanschluss (62) sind.
19. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 und 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der Druckanschluss (60) mit einer Ölpumpe (50), die Rück laufleitung (56) mit einem Ölbehälter (48) und der Zylinderanschluss (62) mit einem Arbeitszylinder (52) der Verstelleinheit in Verbindung stehen.
20. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1, 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellbolzen (90) von der Kraft einer Feder (78) beaufschlagt ist und mit einem Hubantrieb (84) in Verbindung steht.
21. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 und 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass am Stellbolzen (90) beabstandet zueinander jeweils eine erste Mit nahmescheibe (64) und eine zweite Mitnahmescheibe (66) befestigt sind, die der Anlage eines ersten Dichtschiebers (68) und eines zweiten Dichtschiebers (70) dienen, wobei beide Dichtschieber (68, 0) auf dem Stellbolzen (90) axial verschiebbar sind und zwi schen beiden Dichtschiebern (68,70) eine Druckfeder (80) angeordnet ist, durch deren Kraft die Dicht schieber (68,70) jeweils zur Anlage an die zugeord neten Mitnahmescheiben (64,66) bringbar sind.
22. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 und 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der erste Dichtschieber (68) eine konisch ausgebildete Außenfläche aufweist, die mit einem Dichtsitz (74) des Gehäuses (88) korrespondiert, und der zweite Dichtschieber (70) eine konisch ausgebildete Außen fläche aufweist, die mit einem Dichtsitz (76) des Dichtsitzträgers (72) des Regelventils (44) korres . pondiert.
23. Ventilmechanismus nach den Ansprüchen 1 und 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der axialen Position des Stellbolzens (90) die Durchlassöffnungen der Arbeitskammer (92) zur Rück laufleitung ('2 6) und/oder zum Druckanschluss (60) verschließbar sind.
24. Ventilmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Hydrau liköl der Verstelleinheit vorzugsweise das vorhandene Motoröl verwendbar ist.
Description:
Ventilmechanismus mit einem variablen Ventilöffnungs- querschnitt Die Erfindung betrifft einen Ventilmechanismus mit einem variablen Ventilöffnungsquerschnitt mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

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 2yin- derkopfes in zwei unterschiedlichen Bereichen ange- ordnet. Durch das abwechselnde Aktivieren der Elek- tromagneten wird das Ventil alternativ in zwei End- lagen bewegt, die jeweils der Öffnungs-und der Schließstellung des Ventils entsprechen. In diesen Endlagen des Ventils 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 bekannt. 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 vari- ablen Ventilöffnungsquerschnitt zu schaffen. Dadurch, dass koaxial zum Gaswechselventil ein Dichtschieber angeordnet ist, der von der Kraft einer Koppelfeder beaufschlagt und durch die Ventilsteuereinheit in axialer Richtung hin-und hergehend verschiebbar ist, wobei die Position des Dichtschiebers relativ zum Gaswechselventil in axialer Richtung durch eine Ver- stelleinheit veränderbar ist, die im Wesentlichen aus einem Arbeitszylinder, in dem ein durch ein Arbeits- medium verschiebbarer Regelkolben angeordnet ist, und einem Regelventil besteht, wird ein Ventilmechanismus

geschaffen, der einen einfachen Aufbau aufweist und sicher und dauerhaft funktioniert. Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass ein vari- abler Ventilöffnungsquerschnitt erzeugt werden kann, wobei jedes einzelne Ventil sich separat regeln lässt. Es ist auch möglich, alle Auslass-und Ein- lassventile gemeinsam oder zylinderweise zu regeln.

Der variable Ventilöffnungsquerschnitt lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Ventilmechanismus vorteilhaft- erweise ohne hohe Geschwindigkeiten und ohne große Kräfte erzeugen, so dass die Störanfälligkeit dieses Ventilmechanismus sehr gering ist. Der erfindungs- gemäße Ventilmechanismus kann aufgrund seines einfa- chen Aufbaus kostengünstig hergestellt und montiert werden. Die Erfindung schafft in vorteilhafter Weise eine variable Ventilsteuerung, durch die eine Opti- mierung des Gaswechsels und somit eine Steigerung des motorischen Wirkungsgrades der Verbrennungskraftma- schine möglich ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge- sehen, dass die Ventilsteuereinheit eine Nockenwelle 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 Erfindung vorgesehen, dass der Dichtschieber aus einem buchsenförmigen Lagerkörper besteht, der inner- halb einer Führung des Zylinderkopfes axial hin-und hergehend verschiebbar angeordnet ist.

Durch diese vorteilhafte 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 ; Figur 3 einen Schaltplan einer hydraulischen Ver- stelleinheit des Regelschiebers des erfin- dungsgemäßen Ventilmechanismus und Figur 4 eine Schnittdarstellung eines Regelventils einer hydraulischen Verstelleinheit des Regelschiebers des erfindungsgemäßen Ven- tilmechanismus.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In den vier 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, von der die Verschiebebewegung des Gaswechselventils 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 zusam- mengehalten 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.

Die Figur 3 zeigt einen Schaltplan für eine hydrauli- sche Verstelleinheit mit einem Regelventil 44, mit dem über einen Regelkolben 46, der innerhalb eines Arbeitszylinders 52 verschiebbar angeordnet ist, die Position des Dichtschiebers 10 relativ zum Gaswech- selventil 12 geregelt werden kann. Das Regelventil 44, das in der Form eines an sich bekannten 3-Wege-

Ventils aufgebaut ist, weist drei separate Ar- beitskammern auf, über die der Zufluss des Hydraulik- öles zum Arbeitszylinder 52 sowie der Rückfluss des Hydrauliköles vom Arbeitszylinder 52 erfolgt oder der Durchfluss des Hydrauliköles völlig versperrt ist.

Die Arbeitskammern des Regelventils 44 können hierzu durch Verschieben des Regelventils 44 in drei unter- schiedliche Schaltstellungen A, B, C gebracht werden.

Die Figur 4 zeigt in einer Schnittdarstellung den Aufbau eines Regelventils 44 der hydraulischen Ver- stelleinheit.

Das Regelventil 44 besteht aus einem Gehäuse 56 mit drei Anschlüssen. Bei den Anschlüssen handelt es sich jeweils um einen Druckanschluss 60, um eine Rücklauf- leitung 54 und um einen Zylinderanschluss 58. Über den Druckanschluss 60 wird das Hydrauliköl mittels Druck, der von einer Ölpumpe 50 erzeugt wird, dem Regelventil 44 zugeführt. Über die Rücklaufleitung 54 kann das Hydrauliköl aus dem Regelventil 44 in den Ölbehälter 48 (hier nicht dargestellt) abfließen. Der Zylinderanschluss 58 steht mit dem Arbeitszylinder 52 der Verstelleinheit in Verbindung und dient der Zuführung des Hydrauliköles zum Arbeitszylinder 52 sowie dem Abfluss des Hydrauliköles aus dem Arbeit- zylinder 52. Der Zylinderanschluss 58 ist auf der einen Seite des Regelventils 44 in etwa dessen Mitte angeordnet. Der Druckanschluss 60 und die Rücklauf- leitung 56 befinden sich auf der gegenüberliegenden Seite des Regelventils 44, jeweils nahe dessen vorde- ren und hinteren Ende.

Innerhalb des Gehäuses 88 des Regelventils 44 ist ein Stellbolzen 90 axial verschiebbar angeordnet. Der Stellbolzen 90 ist an einem seiner Enden mit einem Hubantrieb 84 verbunden, durch den eine axiale Ver- schiebebewegung des Stellbolzen 90 erzeugt wird. Der Stellbolzen 90 ist ständig von der Kraft einer Feder 78 beaufschlagt, wodurch ein mit dem Stellbolzen 90 verbundener Anschlag an ein Lager 86 des Gehäuses 88 des Regelventils 44 gedrückt wird. Am entgegengesetz- ten Ende des Stellbolzens 90 ist dieser innerhalb einer Bohrung eines Dichtsitzträgers 72 des Gehäuses 88 des Regelventils 44 verschiebbar gelagert.

Am Stellbolzen 90 sind beabstandet zueinander jeweils eine erste Mitnahmescheibe 64 und eine zweite Mitnah- mescheibe 66 befestigt. Die erste Mitnahmescheibe 64 dient der Anlage eines ersten Dichtschiebers 68 und die zweite Mitnahmescheibe 66 der Anlage eines zwei- ten Dichtschiebers 70, wobei beide Dichtschieber 68, 70 auf dem Stellbolzen 90 axial verschiebbar sind und zwischen beiden Dichtschiebern 68,70 eine Druckfeder 80 angeordnet ist, durch deren Kraft die Dichtschie- ber 68,70 jeweils zur Anlage an die zugeordneten Mitnahmescheiben 64,66 gebracht werden. Der erste Dichtschieber 68 weist eine konisch ausgebildete Außenfläche auf, die mit einem Dichtsitz 74 des Gehäuses 88 des Regelventils 44 korrespondiert. Der zweite Dichtschieber 70 weist ebenfalls eine konisch ausgebildete Außenfläche auf, die mit einem Dichtsitz 76 des Dichtsitzträgers 72 des Regelventils 44 korrespondiert.

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. Hierbei 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 28 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. Dabei kann der Regelschieber 34 nur über eine entsprechende Ver- stelleinheit, wovon eine bevorzugte Ausführungsform einer hydraulischen Verstelleinheit in den Figuren 3 und 4 im Einzelnen dargestellt ist, verstellt werden.

Ansonsten bleibt die Position des Regelschiebers 34 innerhalb des Ventilmechanismus fix, auch wenn von außen Kräfte auf ihn einwirken. Es besteht auch die Möglichkeit, die Verstelleinheit elektrisch oder pneumatisch auszuführen.

Sobald die Anschlagscheibe 26 auf den Regelschieber 34 auftrifft, kann der Dichtschieber 10 keìne 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 kann einge- stellt werden, wann sich der Dichtsitz 28 des Gas- wechselventils 12 vom Dichtsitz 30 des Dichtschiebers 10 abhebt. Auf diese vorteilhafte Weise lässt sich der Öffnungsquerschnitt des Gaswechselventils 12 und somit auch die Menge der in den Brennraum 32 gelan- genden Luft regeln.

Die in der Figur 3 in Form eines Schaltplanes darge- stellte hydraulische Verstelleinheit des Dichtschie- bers 10 hat folgende Funktion : Der Regelkolben 46 steht mit dem Regelschieber 34 in Verbindung und ist wie dieser in axialer Richtung des

Ventilschaftes 14 des Gaswechselventils 12 verschieb- bar. Die Verschiebung erfolgt mit Hilfe eines Hydrau- liköles, das unter einem bestimmten Druck in den Arbeitszylinder 52 der Verstelleinheit, in dem der Regelkolben 46 verschiebbar angeordnet ist, gelangt.

Steht das Regelventil 44 in der dritten Schaltstel- lung C, so gelangt Hydrauliköl in den Arbeitszylinder 52 der Verstelleinheit. Das Hydrauliköl wird dabei durch eine Ölpumpe 50 über die. Zuflussleitung 54 in den Arbeitszylinder 52 gedrückt. Der Regelkolben 46 bewegt sich dabei in axialer Richtung des Ventil- schaftes 14 nach oben. Das hat zur Folge, dass die Anschlagscheibe 26 (Figur 1) früher auf den Regel- schieber 34 auftrifft. Der Dichtschieber 10 führt deshalb eine kürzere Bewegung aus, so dass der Ven- tilöffnungsquerschnitt vergrößert wird.

Die Figur 3 zeigt das Regelventil 44 der Verstellein- heit in der ersten Schaltstellung A. In dieser ersten Schaltstellung A des Regelventils 44 kann Hydrauliköl aus dem Arbeitszylinder 52 über die Rücklaufleitung 56 in den Ölbehälter 48 gelangen. Liegt die Anschlag- scheibe 26 auf dem Regelschieber 34 auf, wirkt die Vorspannkraft der Koppelfeder 24 auf den Regelschie- ber 34 und drückt diesen nach unten und zwar so lange, wie das Regelventil 44 in der ersten Schalt- stellung A positioniert ist. Es ist auch möglich, eine zusätzliche Feder zwischen Ventilteller 20 und Regelschieber 34 vorzusehen, die eine permanente Vor- spannkraft auf den Regelschieber 34 ausübt. Da der Regelschieber 34 in seiner Position nun tiefer liegt,

trifft die Anschlagscheibe 26 bei der nächsten Be- tätigung durch die Nockenwelle später auf den Regel- schieber 34 auf. Der Dichtschieber 10 führt dadurch eine längere Bewegung aus, so dass der Ventil- öffnungsquerschnitt verkleinert wird.

Befindet sich das Regelventil 44 in der zweiten Schaltstellung B, so ist der Durchfluss des Hydrau- liköles durch die Arbeitskammer in beide Richtungen versperrt. Demzufolge kann kein Hydrauliköl dem Ar- beitszylinder 52 zufließen und auch kein Hydrauliköl aus dem Arbeitszylinder 52 abfließen. Die Position des Regelkolbens 46 bleibt deshalb konstant.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Regelventil 44 elektrisch an- steuerbar ist. Dabei ist das Regelventil 44 so aus- geführt, dass es ohne Stromzuführung immer in der ersten Schaltstellung A steht. Dieses hat zur Folge, dass im stromlosen Zustand des Regelventils 44 der Regelkolben 46 nach unten gedrückt wird, und sich somit der Öffnungsquerschnitt des Gaswechselventils 12 auf den minimal möglichen Wert einstellt.

Das in der Figur 4 dargestellte Regelventil 44 der Verstelleinheit des Dichtschiebers 10 hat folgende Funktion : Das Hydrauliköl gelangt über den Druckanschluss 60 in das Gehäuse 88 des Regelventils 44. Durch die Vor- spannkraft der Feder 78 wird der mit dem Stellbolzen 90 verbundene Anschlag 82 an das Lager 86 des Gehäu-

ses 88 gedrückt. Über die erste Mitnahmescheibe 64 wird der verschiebbar auf dem Stellbolzen 90 angeord- nete erste Dichtschieber 68 vom Dichtsitz 74 des Ge- häuses 88 abgehoben. Die Feder 78 drückt gleichzeitig den zweiten Dichtschieber 70 an den Dichtsitz 76 des Dichtsitzträgers 72 des Regelventils 44.

Über den Zylinderanschluss 62 kann das Öl aus dem Arbeitszylinder 52 der Verstelleinheit in die Rück- laufleitung 56 gelangen. Gleichzeitig ist die Verbin- dung zwischen Druckanschluss 60 und dem Zylinderan- schluss 62 geschlossen. Dieses entspricht der ersten Schaltstellung A gemäß Figur 3.

Über den Hubantrieb 84, dessen Ausführung einem Fach- mann an sich bekannt ist und deshalb nicht detail- liert dargestellt ist, kann eine Kraft auf den Stell- bolzen 90 in axialer Richtung ausgeübt werden.

Durch das Aufbringen einer bestimmten Kraft des Hub- antriebes 84 auf den Stellbolzen 90 bewegt sich der Stellbolzen 90 in axialer Richtung. Die dabei aufzu- bringende Kraft des Hubantriebes 84 ist jeweils ab- hängig von den Vorspannkräften der Feder 78 und der Druckfeder 80, gegen die der Hubantrieb 84 arbeiten muss. Die Schaltstellung B des Regelventils 44 (Figur 3) wird dadurch erreicht, dass die Antriebskraft des Hubantriebes 84 so gewählt wird, dass sich der Stell- bolzen 90 so weit bewegt, bis der erste Dichtschieber 68 von der Druckfeder 80 auf den ersten Dichtsitz 74 gedrückt wird. Dabei hat die zweite Mitnahmescheibe 66 den zweiten Dichtschieber 70 noch nicht vom Dicht-

sitz 76 des Dichtsitzträgers 72 abgehoben. In dieser Schaltstellung B des Regelventils 44 sind beide Ver- bindungen geschlossen, so dass kein Hydrauliköl flie- ßen kann.

Um die Schaltstellung C des Regelventils 44 gemäß Fi- gur 3 zu erreichen, muss die Kraft, die der Huban- trieb 84 auf den Stellbolzen 90 ausübt, vergrößert werden. Über die zweite Mitnahmescheibe 66 wird der zweite Dichtschieber 70 vom Dichtsitz des Dichtsitz- trägers 72 abgehoben. In dieser Schaltstellung C des Regelventils 44 kann vom Druckanschluss 60 Hydraulik- öl in den Zylinderanschluss 62 gelangen.

Um die drei Schaltstellungen A, B und C gemäß Figur 3 des Regelventils 44 zu realisieren, ist es notwendig, dass die Federkräfte der Feder 78 und Druckfeder 80 sowie die aufzubringende Kraft des Hubantriebes 84 genau aufeinander abgestimmt sind.

Durch die Erfindung ist es vorteilhafterweise mög- lich, die Öffnungsquerschnitte der Gaswechselventile 12 einer Verbrennungskraftmaschine jeweils einzeln oder gemeinsam mit einer Verstelleinheit zu regeln.

Dadurch ist die erfindungsgemäße Lösung besonders kostengünstig