DE102006008676A1

DE102006008676A1 - Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung

Info

Publication number: DE102006008676A1
Application number: DE102006008676A
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl.-Ing. Proschko
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-08-30
Also published as: EP1989406B1; US20090000580A1; CN101389831A; JP2009527687A; KR20080104277A; EP1989406A1; CN101389831B; WO2007098994A1; US7954464B2; JP5527978B2; KR101291385B1

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung, die eine Gebereinheit (12), eine Nehmereinheit (24), ein Hydraulikventil (4), einen Druckentlastungsraum (18) und einen Druckraum (17), der im Übertragungssinn zwischen der Gebereinheit (12) und der Nehmereinheit (24) angeordnet und über das Hydraulikventil (4) mit dem zugehörigen Druckentlastungsraum (18) verbindbar ist, umfasst. Die Gebereinheit (12), die Nehmereinheit (24), der Druckraum (17), das Hydraulikventil (4), der Druckentlastungsraum (18) und ein Rückschlagventil (31) gehören im Verbund mit einem gemeinsamen Hydraulikgehäuse (8) zu einer vormontierten und am Zylinderkopf (1) befestigten Hydraulikeinheit (3), die über das Rückschlagventil (31) an die Hydraulikmittelversorgung der Brennkraftmaschine angeschlossen ist. Dabei soll zur Erstbefüllung des Druckentlastungsraums (18) und/oder des Druckraums (17) mit Hydraulikmittel zumindest eine von der Hydraulikmittelversorgung unabhängige und am Hydraulikgehäuse (8) ausgebildete Befüllvorrichtung (6) mit einem Verschlussmittel (35) vorgesehen sein.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung, die

• zumindest eine von einer Nockenwelle angetriebene Gebereinheit,
• zumindest eine ventilseitige Nehmereinheit,
• zumindest ein elektrisch ansteuerbares Hydraulikventil,
• zumindest einen Druckentlastungsraum
• und zumindest einen volumenveränderlichen Druckraum, der im Übertragungssinn zwischen der zugehörigen Gebereinheit und der zugehörigen Nehmereinheit angeordnet und über das zugehörige Hydraulikventil mit dem zugehörigen Druckentlastungsraum verbindbar ist,

umfasst. Dabei gehören wenigstens die Gebereinheit, die Nehmereinheit, der Druckraum, das Hydraulikventil, der Druckentlastungsraum und zumindest ein Rückschlagventil im Verbund mit einem gemeinsamen Hydraulikgehäuse zu einer vormontierten und am Zylinderkopf befestigten Hydraulikeinheit, die über das in Richtung der Hydraulikeinheit öffnende Rückschlagventil an die Hydraulikmittelversorgung der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.

Hintergrund der Erfindung

Brennkraftmaschinen mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung, bei der die wesentlichen, für die hydraulische Übertragung von Nockenerhebungen auf die Gaswechselventile erforderlichen Komponenten in einer vormontierten und am Zylinderkopf befestigten Hydraulikeinheit angeordnet sind, gehören zum Stand der Technik. So ist in der als gattungsbildend betrachteten EP 1 338 764 B1 , die ebenfalls als Referenz für die vorliegende Erfindung zu betrachten ist, ein Zylinderkopf mit einer daran angebrachten Hydraulikeinheit offenbart. Diese ist in einer ersten Ausführung als von der Lagerung der Nockenwelle unabhängiges Hydraulikgehäuse mit den darin angeordneten Gebereinheiten, Nehmereinheiten, hydraulischen Druckspeichern sowie den Anschluss- und Verbindungskanälen ausgebildet. In einer zweiten Ausführung sind darüber hinaus die Lagerstellen und die Schmiermittelversorgung für die Nockenwelle in das Hydraulikgehäuse integriert.

Eine für die einwandfreie Funktion der elektrohydraulischen Ventilsteuerung erforderliche Voraussetzung ist naturgemäß deren ausreichende Versorgung mit idealerweise inkompressiblem und praktisch weitestgehend gasblasenfreiem Hydraulikmittel. Eine solche Versorgung kann während des Betriebs der Brennkraftmaschine durch den Anschluss der Hydraulikeinheit an die Hydraulik- oder Schmiermittelversorgung der Brennkraftmaschine und erforderlichenfalls durch geeignete Vorrichtungen zur Abscheidung von Gasblasen aus der Hydraulikeinheit gewährleistet werden. Im abgestellten Zustand der Brennkraftmaschine verhindert das in Richtung der Hydraulikeinheit öffnende Rückschlagventil einen Rückfluss von Hydraulikmittel in die Hydraulikmittelversorgung und somit die Entstehung von Gasblasen innerhalb der Hydraulikeinheit. Diese in der zitierten Druckschrift vorgeschlagenen Mittel berücksichtigen jedoch nicht die Situation der Erstmontage der Hydraulikeinheit in den Zylinderkopf oder deren Wiedermontage im Wartungs- oder Reparaturfall der Brennkraftmaschine. In dieser Situation kann es vorgesehen sein, die Hydraulikeinheit zwar vormontiert, jedoch nicht oder nicht vollständig befüllt in den Zylinder kopf zu montieren. Ein sich anschließender Startvorgang der Brennkraftmaschine kann dann daran scheitern, dass die Nockenerhebungen aufgrund der zwischen den Gebereinheiten und den Nehmereinheiten eingeschlossenen Gasblasen nicht auf die Gaswechselventile übertragen werden und diese folglich geschlossen bleiben. Ein erfolgreicher Neu- oder Wiederstart der Brennkraftmaschine wäre dann allenfalls nach einer erheblichen und nicht akzeptablen Verzögerungszeit möglich, während der die Brennkraftmaschine mit Starterdrehzahl läuft und eine Neu- bzw. Wiederbefüllung der Hydraulikeinheit von dem ohnehin zeitverzögerten und überdies dann mangelhaften Druckaufbau in der Hydraulikmittelversorgung abhängig ist.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Zylinderkopf der vorgenannten Art zu schaffen, bei welchem der zitierte Nachteil beseitigt ist. Demnach soll die Hydraulikeinheit nicht nur während des Betriebs der Brennkraftmaschine und den dazwischen liegenden Stillstandsphasen sondern auch unmittelbar nach der Montage der Hydraulikeinheit in den Zylinderkopf sowohl bei der Erstmontage als auch im Reparatur- oder Wartungsfall der Brennkraftmaschine ausreichend mit Hydraulikmittel gefüllt sein.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe unmittelbar durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wonach zur Erstbefüllung des Druckentlastungsraums und/oder des Druckraums mit Hydraulikmittel zusätzlich zum Rückschlagventil zumindest eine von der Hydraulikmittelversorgung unabhängige und am Hydraulikgehäuse ausgebildete Befüllvorrichtung mit einem Verschlussmittel vorgesehen ist. Die Aufgabe wird mittelbar auch durch die im nebengeordneten Anspruch 12 für die Hydraulikeinheit angegebenen Merkmale gelöst. Somit ist mit einfachen Mitteln der eingangs geschilderte Nachteil beseitigt, da die Hydraulikeinheit mittels der Befüllvorrichtung nunmehr unabhängig von der Hydraulikmittelversorgung der Brennkraftmaschine und leicht zugäng lich mit Hydraulikmittel befüllt werden kann und bereits vor dem Startvorgang der Brennkraftmaschine im hydraulischen Sinne betriebsbereit ist. Dabei ist unter dem Begriff der Erstbefüllung sowohl eine erstmalige Befüllung der Hydraulikeinheit vor, während oder insbesondere nach deren Erstmontage auf den Zylinderkopf als auch eine Wiederbefüllung der Hydraulikeinheit im Wartungs- oder Reparaturfall der Brennkraftmaschine zu verstehen. Ferner kommt in diesem Zusammenhang die Verwendung eines stromlos geöffneten Hydraulikventils einer gemeinsamen Befüllung des Druckentlastungs- und des Druckraums entgegen, da das Hydraulikmittel in die dann ohne weitere Maßnahmen miteinander verbundenen Räume gleichzeitig gelangen kann.

In Fortbildung der Erfindung soll das Hydraulikgehäuse zumindest ein mit dem Druckentlastungsraum kommunizierendes Entlüftungsloch aufweisen. Dies ermöglicht zum einen eine schnelle Entlüftung der Hydraulikeinheit während der Erstbefüllung und zum anderen eine gezielte Abscheidung von Gasblasen aus dem Druckentlastungsraum während des Betriebs der Brennkraftmaschine.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass der Druckentlastungsraum von einem federkraftbeaufschlagten Kolben eines im Hydraulikgehäuse angeordneten Druckspeichers begrenzt ist. In Verbindung mit der Befüllvorrichtung kann hierdurch unabhängig von der Hydraulikmittelversorgung und somit bereits vor dem Startvorgang der Brennkraftmaschine ein definierter Hydraulikmitteldruck innerhalb des Druckentlastungsraums durch Auffüllen und Vorspannen des Druckspeichers eingestellt werden.

In einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist genau eine Befüllvorrichtung vorgesehen, die durch deren unmittelbare Anordnung unterhalt eines Hydraulikmitteleinfüllstutzens einer auf dem Zylinderkopf montierten Zylinderkopfhaube zugänglich ist. Hierdurch ist zum einen die für die Erstbefüllung erforderliche Bauteileanzahl auf ein Minimum reduziert, zum anderen erlaubt diese Anordnung der Befüllvorrichtung eine Erstbefüllung der Hydraulikeinheit, nachdem die Brennkraftmaschine bereits vollständig montiert und gegebenenfalls in ein Fahrzeug eingebaut ist.

Während im einfachsten Fall eine Verschlussschraube oder ein Stopfen als Verschlussmittel Verwendung finden kann, soll dieses in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als ebenfalls in Richtung der Hydraulikeinheit öffnendes, weiteres Rückschlagventil ausgebildet sein. Dies kommt insbesondere einer zeitsparenden Befüllung der Hydraulikeinheit bei der Erstmontage der Brennkraftmaschine entgegen, da kein Zusatzaufwand für Demontage und Wiedermontage des Verschlussmittels erforderlich ist.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Hydraulikgehäuse ein Gehäuseunterteil und ein dieses abschließendes Gehäuseoberteil umfasst, wobei die Gebereinheit, die Nehmereinheit, der Druckraum, das Hydraulikventil, der Druckentlastungsraum und das Rückschlagventil im Gehäuseunterteil und das weitere Rückschlagventil im Gehäuseoberteil angeordnet sind. Ein derart geteiltes und mit der genannten Anordnung der Komponenten strukturiertes Hydraulikgehäuse ist fertigungstechnisch insbesondere dann günstig herstellbar, wenn es sich um ein druckdichtes Schmiedeteil mit dem erforderlichen Werkzeugzugang zu Kavitäten im Inneren des Hydraulikgehäuses handelt.

Um einen unbeabsichtigten Hydraulikmittelaustritt aus dem Hydraulikgehäuse zu verhindern, kann zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Gehäuseunterteil eine Dichtung vorgesehen sein, die vorzugsweise auf dem Gehäuseoberteil aufgedruckt oder aufgespritzt ist und aus Elastomerwerkstoff besteht.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung soll das weitere Rückschlagventil zugunsten niedriger Herstell- und Montagekosten als in einer Bohrung des Gehäuseoberteils angeordnete Baueinheit ausgebildet sein, die als Mindestumfang einen in der Bohrung befestigten Ventilträger, eine mit einem am Ventilträger verlaufenden Dichtsitz zusammenwirkende Kugel, eine die Kugel in Richtung des Dichtsitzes belastende Ventilfeder sowie eine in einem radial umlaufenden Hinterschnitt des Ventilträgers eingeschnappte Ventilkappe zur Halterung der Ventilfeder und der Kugel aufweist. Dabei kann die Baueinheit im Hinblick auf eine druckresistente und verliersichere Befestigung am Gehäuseober teil zusätzlich einen Stützring mit einem scheibenartigen Grundkörper und einem innenseitigen Kragen umfassen. Der Kragen ist zur ventilseitigen Fixierung des Stützrings, die Ventilkappe axial abstützend, im Hinterschnitt eingeschnappt, und der Grundkörper überragt zur gehäuseseitigen Fixierung des Stützringes die Bohrung radial zumindest abschnittsweise und greift in eine zwischen dem Gehäuseoberteil und dem Gehäuseunterteil verlaufende Ausnehmung ein.

Ferner ist es vorgesehen, dass die Befüllvorrichtung ein in Befüllrichtung vor dem weiteren Rückschlagventil angeordnetes Schmutzfilter umfasst. Dies dient dem Schutz der schmutzempfindlichen Komponenten der elektrohydraulischen Ventilsteuerung, da das Schmutzfilter insbesondere im Reparatur- oder Wartungsfall aber auch bei Erstmontage der Brennkraftmaschine ein Eindringen von Schmutzpartikeln mit betriebskritischer Größe wirksam verhindern kann. Das Schmutzfilter soll in bevorzugter Fortbildung als an einen ringförmigen Filtergehäuse befestigtes Siebfilter, vorzugsweise in das Filtergehäuse sphärisch hineinragend, ausgebildet sein, wobei das in einem Kunststoffspritzgießverfahren hergestellte Filtergehäuse vorzugsweise durch Einpressen oder Einschrauben in die Bohrung am Gehäuseoberteil befestigt ist. Ein derartiges Schmutzfilter ist zum einen kostengünstig herstellbar und in dem Fall, dass das Siebfilter in das Filtergehäuse sphärisch hineinragt, weitgehend vor Beschädigung durch mechanische Einwirkung geschützt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:
1 einen Abschnitt eines Zylinderkopfs in perspektivischer Darstellung;
2 eine Hydraulikeinheit in perspektivischer Gesamtdarstellung;
3 einen Querschnitt durch eine Gebereinheit;
4 einen Querschnitt durch eine Nehmereinheit;
5 einen Querschnitt entlang eines Hydraulikventils;
6 einen Querschnitt durch eine Befüllvorrichtung;
7 die Befüllvorrichtung gemäß 6 in vergrößerter Darstellung und
8 einen Abschnitt eines Gehäuseoberteil in perspektivischer Untersicht auf die Befüllvorrichtung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In 1 ist ein Abschnitt eines Zylinderkopfs 1 einer Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung offenbart. Unterhalb einer Zylinderkopfhaube 2 ist eine mit dem Zylinderkopf 1 verschraubte Hydraulikeinheit 3 mit elektrisch ansteuerbaren und von außen kontaktierbaren Hydraulikventilen 4 erkennbar. Unmittelbar unterhalb eines Hydraulikmitteleinfüllstutzens 5 der Zylinderkopfhaube 2 ist eine Befüllvorrichtung 6 zur Erstbefüllung der Hydraulikeinheit 3 mit Hydraulikmittel angeordnet. Als Antrieb der in 2 vollständig dargestellten Hydraulikeinheit 3 dient eine an sich bekannte und hier nur als Wellenende sichtbare Nockenwelle 7.
2 zeigt eine Gesamtansicht auf die außerhalb des Zylinderkopfs 1 vormontierte Hydraulikeinheit 3, hier für eine Brennkraftmaschine in Vierzylinder-Reihenbauweise. In einem Hydraulikgehäuse 8, das aus einem Gehäuseunterteil 9 und einem Gehäuseoberteil 10 mittels Verschraubungen 11 zusammengesetzt ist, sind von der Nockenwelle 7 angetriebene Gebereinheiten 12 aufgenommen. Auf der den Gebereinheiten 12 gegenüberliegenden Seite des Hyd raulikgehäuses 8 sind die Hydraulikventile 4 und auf dem Gehäuseoberteil 10 die Befüllvorrichtung 6 erkennbar.
Ein Querschnitt durch eine der Gebereinheiten 12 ist in 3 dargestellt. Die Gebereinheit 12 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen auf einem starren Abstützelement 13 gelenkig gelagerten Schlepphebel 14 mit einer wälzgelagerten Rolle 15 als Nockenabgriffsfläche sowie einen vom Schlepphebel 14 angetriebenen federbelasteten Pumpenkolben 16, der einen volumenveränderlichen Druckraum 17 begrenzt. Um die im Druckraum auftretenden Hydraulikmitteldrücke im Bereich von 200 bar und mehr werkstofftechnisch zu beherrschen, ist das Gehäuseunterteil 9 als druckdichtes Schmiedeteil aus Aluminium ausgeführt. Bei geöffnetem Hydraulikventil 4 ist der Druckraum 17 mit einem Druckentlastungsraum 18 verbunden, der seinerseits von einem federkraftbeaufschlagten Kolben 19 eines Druckspeichers 20 begrenzt ist. Ein in das Gehäuseunterteil 9 eingeschraubter Sensor 21 dient zur Erfassung der Hydraulikmitteltemperatur.
In 4 ist eine mit dem Pumpenkolben 16 der Gebereinheit 12 über Kanäle 22 gemäß 3 und 23 gemäß 4 in hydraulischer Wirkverbindung stehende und in Längsrichtung der Hydraulikeinheit 3 zur Gebereinheit 12 versetzt angeordnete Nehmereinheit 24 zur Betätigung eines der Gaswechselventile der Brennkraftmaschine erkennbar. Die Nehmereinheit 24 umfasst ein in das Gehäuseunterteil 9 eingeschraubtes Nehmergehäuse 25, einen darin längsbeweglich gelagerten und den Druckraum 17 begrenzenden Nehmerkolben 26, ein zwischen dem Nehmerkolben 26 und dem Gaswechselventil eingespanntes hydraulisches Ventilspielausgleichselement 27 sowie eine hydraulische Ventilbremse 28. Diese gewährleistet ein definiertes Abbremsen und sanftes Schließen des während der Hubphase von der zugehörigen Nockenerhebung hydraulisch entkoppelten und durch dessen Ventilfeder in Schließrichtung beaufschlagten Gaswechselventils, während bei geöffnetem Hydraulikventil 4 ein schnelles Abströmen von Hydraulikmittel aus dem Druckraum 17 in den Druckentlastungsraum 18 erfolgt.
Die Trennung des Druckraums 17 vom Druckentlastungsraum 18 durch das Hydraulikventil 4 geht aus dem in 5 dargestellten Querschnitt entlang des Hydraulikventils 4, das zu der zugehörigen Gebereinheit 12 und Nehmereinheit 24 in Längsrichtung der Hydraulikeinheit 3 ebenfalls versetzt angeordnet ist, hervor. Die Kanäle 22 (3) und 23 (4) sind über eine am Hydraulikventil 4 verlaufende Ringnut 29 hydraulisch miteinander verbunden, so dass die Ringnut 29 ebenso wie die Kanäle 22 und 23 Bestandteil des Druckraums 17 sind. Im geöffneten Zustand lässt das Hydraulikventil 4 ein Überströmen von Hydraulikmittel aus dem Druckraum 17 in den Druckentlastungsraum 18 und zurück über eine den Druckentlastungsraum 18 mit der Ringnut 29 verbindende Bohrung 30 zu.
Die für den einwandfreien Betrieb der Hydraulikeinheit 3 erforderliche Versorgung mit Hydraulikmittel ist in einem weiteren Querschnitt durch die Hydraulikeinheit 3 in 6 dargestellt. Zum Ausgleich des Hydraulikmittelverlusts während des Betriebs der Brennkraftmaschine und den dazwischen liegenden Stillstandsphasen aus der Hydraulikeinheit 3 dient ein im Gehäuseunterteil 9 angeordnetes und in Richtung der Hydraulikeinheit 3 öffnendes Rückschlagventil 31. Dieses ist über eine im Gehäuseunterteil 9 schräg verlaufende Stichbohrung 32 mit mündungsseitigem Filterelement 33 an die Hydraulikmittelversorgung der Brennkraftmaschine angeschlossen. Die demgegenüber zur Erstbefüllung der Hydraulikeinheit 3 dienende Befüllvorrichtung 6 umfasst ein ebenfalls in Richtung der Hydraulikeinheit 3 öffnendes und als weiteres Rückschlagventil 34 ausgebildetes Verschlussmittel 35 sowie ein in Befüllrichtung davor angeordnetes Schmutzfilter 36.
Eine vergrößerte Darstellung der Befüllvorrichtung 6 zeigt 7. Das weitere Rückschlagventil 34 ist als in einer Bohrung 37 des Gehäuseoberteils 10 angeordnete Baueinheit 38 ausgebildet, die einen in die Bohrung 37 eingepressten zylindrischen Ventilträger 39 mit einem Dichtsitz 40, eine mit dem Dichtsitz 40 zusammenwirkende Kugel 41, eine die Kugel 41 in Richtung des Dichtsitzes 40 belastende Ventilfeder 42 sowie eine in einem radial umlaufenden Hinterschnitt 43 des Ventilträgers 39 eingeschnappte Ventilkappe 44 zur Halterung der Ven tilfeder 42 und der Kugel 41 aufweist. Zur drucksicheren und verliersicheren Halterung des weiteren Rückschlagventils 34 in der Bohrung 37 umfasst die Baueinheit 38 ferner einen Stützring 45 mit einem scheibenartigen Grundkörper 46 und einem innenseitigen Kragen 47. Der Kragen 47 ist zur ventilseitigen Fixierung des Stützringes 45 im Hinterschnitt 43 eingeschnappt und stützt gleichzeitig die Ventilkappe 44 axial ab, während der Grundkörper 46 zur gehäuseseitigen Fixierung des Stützrings 45 die Bohrung 37 radial überragt und in eine zwischen dem Gehäuseoberteil 10 und dem Gehäuseunterteil 9 verlaufende und hier als Senkung im Gehäuseunterteil 9 ausgebildete Ausnehmung 48 eingreift.
Das Schmutzfilter 36 besteht aus einem ringförmigen, in einem Kunststoffspritzgießverfahren hergestellten und in die Bohrung 37 ebenfalls eingepressten Filtergehäuse 49 sowie aus einem am Filtergehäuse 49 befestigten Siebfilter 50, das zum Schutz vor Beschädigung infolge mechanischer Einwirkung in das Filtergehäuse 49 sphärisch hineinragt. Die Erstbefüllung der Hydraulikeinheit 3 erfolgt vorzugsweise als Druckbefüllung mittels eines das Filtergehäuse 49 umschließenden jedoch nicht näher dargestellten Befüllwerkzeugs. Die Druckbefüllung dient dazu, den am weiteren Rückschlagventil 34 entstehenden Druckabfall zu überwinden und eine schnelle Befüllung der Hydraulikeinheit 3 innerhalb der zur Verfügung stehenden Taktzeit während der Erstmontage der Brennkraftmaschine zu gewährleisten sowie gegebenenfalls auch ein Auffüllen der federkraftbeaufschlagten Druckspeicher 20 zu ermöglichen. Zu alternativen Ausgestaltungen der Befüllvorrichtung 6 zählen selbstverständlich auch integrierte Einsätze, bei denen das Filtergehäuse und der Ventilträger einteilig, beispielsweise als Kunststoffspritzgießteile, ausgebildet sind. Auch können sowohl solche Einsätze wie auch der Ventilträger als Einzelteil anstelle Einpressen durch fachmännische Verbindungstechniken, wie beispielsweise Einschrauben, Verstemmen, Einkleben, etc. in der Bohrung 37 befestigt werden. Schließlich ist es auch denkbar, das Gehäuseoberteil als einem moderaten Hydraulikmitteldruck ausgesetztes Kunststoffteil auszuführen, in das die gegenüber dem Gehäuseoberteil unbeweglichen Komponenten der Befüllvorrichtung bereits integriert sind.
Die während des Befüllvorgangs erforderliche Entlüftung der Hydraulikeinheit 3 erfolgt über Entlüftungslöcher 51, die in 1 und in der stark vergrößerten Untersicht auf das Gehäuseoberteil 10 gemäß 8 dargestellt sind. Bei den Entlüftungslöchern 51 handelt es sich um kalibrierte, beispielsweise durch Laserbohren oder Stanzen hergestellte Bohrungen, deren Durchmesser in diesem Ausführungsbeispiel etwa 0,4 mm beträgt. In 8 ist außerdem eine zwischen dem Gehäuseoberteil 10 und dem Gehäuseunterteil 9 eingelegte Dichtung 52 erkennbar, die hier als auf das Gehäuseoberteil 10 aufgespritztes Profil aus Elastomerwerkstoff ausgebildet ist.

1: Zylinderkopf
2: Zylinderkopfhaube
3: Hydraulikeinheit
4: Hydraulikventil
5: Hydraulikmitteleinfüllstutzen
6: Befüllvorrichtung
7: Nockenwelle
8: Hydraulikgehäuse
9: Gehäuseunterteil
10: Gehäuseoberteil
11: Verschraubung
12: Gebereinheit
13: Abstützelement
14: Schlepphebel
15: Rolle
16: Pumpenkolben
17: Druckraum
18: Druckentlastungsraum
19: Kolben
20: Druckspeicher
21: Sensor
22: Kanal
23: Kanal
24: Nehmereinheit
25: Nehmergehäuse
26: Nehmerkolben
27: hydraulische Ventilspielausgleichselement
28: Ventilbremse
29: Ringnut
30: Bohrung
31: Rückschlagventil
32: Stichbohrung
33: Filterelement
34: weiteres Rückschlagventil
35: Verschlussmittel
36: Schmutzfilter
37: Bohrung
38: Baueinheit
39: Ventilträger
40: Dichtsitz
41: Kugel
42: Ventilfeder
43: Hinterschnitt
44: Ventilkappe
45: Stützring
46: Grundkörper
47: Kragen
48: Ausnehmung
49: Filtergehäuse
50: Siebfilter
51: Entlüftungsloch
52: Dichtung

Claims

Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung, die • zumindest eine von einer Nockenwelle (7) angetriebene Gebereinheit (12), • zumindest eine ventilseitige Nehmereinheit (24), • zumindest ein elektrisch ansteuerbares Hydraulikventil (4), • zumindest einen Druckentlastungsraum (18) • und zumindest einen volumenveränderlichen Druckraum (17), der im Übertragungssinn zwischen der zugehörigen Gebereinheit (12) und der zugehörigen Nehmereinheit (24) angeordnet und über das zugehörige Hydraulikventil (4) mit dem zugehörigen Druckentlastungsraum (18) verbindbar ist, umfasst, wobei wenigstens die Gebereinheit (12), die Nehmereinheit (24), der Druckraum (17), das Hydraulikventil (4), der Druckentlastungsraum (18) und zumindest ein Rückschlagventil (31) im Verbund mit einem gemeinsamen Hydraulikgehäuse (8) zu einer vormontierten und am Zylinderkopf (1) befestigten Hydraulikeinheit (3) gehören, welche Hydraulikeinheit (3) über das in Richtung der Hydraulikeinheit (3) öffnende Rückschlagventil (31) an die Hydraulikmittelversorgung der Brennkraftmaschine angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erstbefüllung des Druckentlastungsraums (18) und/oder des Druckraums (17) mit Hydraulikmittel zusätzlich zum Rückschlagventil (31) zumindest eine von der Hydraulikmittelversorgung unabhängige und am Hydraulikgehäuse (8) ausgebildete Befüllvorrichtung (6) mit einem Verschlussmittel (35) vorgesehen ist.
Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikgehäuse (8) zumindest ein mit dem Druckentlastungsraum (18) kommunizierendes Entlüftungsloch (51) aufweist.
Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckentlastungsraum (18) von einem federkraftbeaufschlagten Kolben (19) eines im Hydraulikgehäuse (8) angeordneten Druckspeichers (20) begrenzt ist.
Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Befüllvorrichtung (6) vorgesehen ist, die durch deren unmittelbare Anordnung unterhalb eines Hydraulikmitteleinfüllstutzens (5) einer auf dem Zylinderkopf (1) montierten Zylinderkopfhaube (2) zugänglich ist.
Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (35) als in Richtung der Hydraulikeinheit (3) öffnendes, weiteres Rückschlagventil (34) ausgebildet ist.
Zylinderkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikgehäuse (8) ein Gehäuseunterteil (9) und ein dieses abschließendes Gehäuseoberteil (10) umfasst, wobei die Gebereinheit (12), die Nehmereinheit (24), der Druckraum (17), das Hydraulikventil (4), der Druckentlastungsraum (18) und das Rückschlagventil (31) im Gehäuseunterteil (9) und das weitere Rückschlagventil (34) im Gehäuseoberteil (10) angeordnet sind.
Zylinderkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuseoberteil (10) und dem Gehäuseunterteil (9) eine Dichtung (52) vorgesehen ist, welche Dichtung (52) vorzugsweise auf dem Gehäuseoberteil (10) aufgedruckt oder aufgespritzt ist und aus Elastomerwerkstoff besteht.
Zylinderkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Rückschlagventil (34) als in einer Bohrung (37) des Gehäuseoberteils (10) angeordnete Baueinheit (38) ausgebildet ist, welche Baueinheit (38) als Mindestumfang einen in der Bohrung (37) befestigten Ventilträger (39), eine mit einem am Ventilträger (39) verlaufenden Dichtsitz (40) zusammenwirkende Kugel (41), eine die Kugel (41) in Richtung des Dichtsitzes (40) belastende Ventilfeder (42) sowie eine in einem radial umlaufenden Hinterschnitt (43) des Ventilträgers (39) eingeschnappte Ventilkappe (44) zur Halterung der Ventilfeder (42) und der Kugel (41) aufweist.
Zylinderkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (38) zusätzlich einen Stützring (45) mit einem scheibenartigen Grundkörper (46) und einem innenseitigen Kragen (47) umfasst, welcher Kragen (47) zur ventilseitigen Fixierung des Stützrings (45), die Ventilkappe (44) axial abstützend, im Hinterschnitt (43) eingeschnappt ist und welcher Grundkörper (46) zur gehäuseseitigen Fixierung des Stützrings (45) die Bohrung (37) radial zumindest abschnittsweise überragt und in eine zwischen dem Gehäuseoberteil (10) und dem Gehäuseunterteil (9) verlaufende Ausnehmung (48) eingreift.
Zylinderkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllvorrichtung (6) ein in Befüllrichtung vor dem weiteren Rückschlagventil (34) angeordnetes Schmutzfilter (36) umfasst.
Zylinderkopf nach Anspruch 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmutzfilter (36) als an einem ringförmigen Filtergehäuse (49) befestigtes Siebfilter (50), vorzugsweise in das Filtergehäuse (49) sphärisch hineinragend, ausgebildet ist, wobei das in einem Kunststoffspritzgießverfahren hergestellte Filtergehäuse (49) vorzugsweise durch Einpressen oder Einschrauben in die Bohrung (37) am Gehäuseoberteil (10) befestigt ist.
Hydraulikeinheit für einen Zylinderkopf (1) einer Brennkraftmaschine mit elektrohydraulischer Ventilsteuerung, die • zumindest eine von einer Nockenwelle (7) angetriebene Gebereinheit (12), • zumindest eine ventilseitige Nehmereinheit (24), • zumindest ein elektrisch ansteuerbares Hydraulikventil (4), • zumindest einen Druckentlastungsraum (18) • und zumindest einen volumenveränderlichen Druckraum (17), der im Übertragungssinn zwischen der zugehörigen Gebereinheit (12) und der zugehörigen Nehmereinheit (24) angeordnet und über das zugehörige Hydraulikventil (4) mit dem zugehörigen Druckentlastungsraum (18) verbindbar ist, umfasst, wobei wenigstens die Gebereinheit (12), die Nehmereinheit (24), der Druckraum (17), das Hydraulikventil (4), der Druckentlastungsraum (18) und zumindest ein Rückschlagventil (31) im Verbund mit einem gemeinsamen Hydraulikgehäuse (8) zu der vormontierten und am Zylinderkopf befestigten Hydraulikeinheit (3) gehören, welche Hydraulikeinheit (3) über das in Richtung der Hydraulikeinheit (3) öffnende Rückschlagventil (31) an die Hydraulikmittelversorgung der Brennkraftmaschine angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erstbefüllung des Druckentlastungsraums (18) und/oder des Druckraums (17) mit Hydraulikmittel zusätzlich zum Rückschlagventil (31) zumindest eine von der Hydraulikmittelversorgung unabhängige und am Hydraulikgehäuse (8) ausgebildete Befüllvorrichtung (6) mit einem Verschlussmittel (35) vorgesehen ist.
Hydraulikeinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (35) als in Richtung der Hydraulikeinheit (3) öffnendes, weiteres Rückschlagventil (34) ausgebildet ist, welchem weiteren Rückschlagventil (34) ein in einem Filtergehäuse (49) befestigtes Siebfilter (50) in Befüllrichtung vorgeschaltet ist.