DE10028474B4

DE10028474B4 - Vorrichtung eingerichtet zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10028474B4
Application number: DE2000128474
Authority: DE
Inventors: Dieter Schmidt; Dipl.-Ing. Ventker Kai; Franz Huschka; Dipl.-Ing. Römmer Thomas
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2000-06-08
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: DE10028474A1

Abstract

Vorrichtung (1) eingerichtet zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine, mit einem Ventilausheber (18), einem Fliehgewicht (10), einem Zustellmittel (29) des Fliehgewichts (10) und einer Nockenwelle (2) mit einem Nocken (4), dessen Laufbahn (27) eine Vertiefung (16) zum Einführen des Ventilaushebers (18) hat oder Vorrichtung (1) mit mehreren der genannten Bauteile, wobei das Fliehgewicht (10) als Schwingarm hergestellt ist, der bogenförmig um die Nockenwellenachse verläuft und in einem in Axialrichtung gesehen an den Nocken (4) angrenzenden, nockenwellenfesten Bauraum (6) angeordnet ist, welches Fliehgewicht (10) unterhalb einer Schaltdrehzahl vom Zustellmittel (29) derartig verlagert ist, daß der mit dem Fliehgewicht (10) kommunizierende Ventilausheber (18) mit einem die Laufbahn (27) überragenden Abschnitt (26) in der Vertiefung verläuft (16) und wobei das Fliehgewicht (10) oberhalb einer Schaltdrehzahl über Fliehkraftverlagerung derartig entgegen einer Kraft des Zustellmittels (29) bewegt ist, dass der Abschnitt (26) des Ventilaushebers (18) nicht die Laufbahn (27) überragt, wobei der Ventilausheber (18) auf einer sich parallel zur Nockenwellenachse erstreckenden und zur Vertiefung (16) des Nockens (4) fluchtenden Führung (19) längsgelagert ist und an einer dem Nocken (4) abgewandten Seite (24) an einer keilartigen, sich in Richtung zur Nockenwellenachse verjüngenden Signalbahn (21) des Fliehgewichts (10) anliegt sowie im Bereich seiner dem Nocken (4) zugewandten Seite (25) den Abschnitt (26) für die Vertiefung (16) hat und wobei der Ventilausheber (18) oberhalb der Schaltdrehzahl in den Bauraum (6) rückverlagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilausheber (18) in Richtung zum Fliehgewicht (10) von einem Federmittel (20) beaufschlagt ist, und dass als Federmittel (20) wenigstens eine Schraubenfeder vorgesehen ist, welche einenends auf die dem Nocken (4) zugewandte Seite (25) des Ventilaushebers (18) einwirkt und anderenends gegen einen Axialgrund (17) der Vertiefung (16) abgestützt ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung eingerichtet zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine, mit einem Ventilausheber, einem Fliehgewicht, einem Zustellmittel des Fliehgewichts und einer Nockenwelle mit einem Nocken, dessen Laufbahn eine Vertiefung zum Einragen des Ventilaushebers hat oder Vorrichtung mit mehreren der genannten Bauteile, wobei das Fliehgewicht als Schwingarm hergestellt ist, der bogenförmig um die Nockenwellenachse verläuft und in einem in Axialrichtung gesehen an den Nocken angrenzenden, nockenwellenfesten Bauraum angeordnet ist, welches Fliehgewicht unterhalb einer Schaltdrehzahl vom Zustellmittel derartig verlagert ist, daß der mit dem Fliehgewicht kommunizierende Ventilausheber mit einem die Laufbahn überragenden Abschnitt in der Vertiefung verläuft und wobei das Fliehgewicht oberhalb einer Schaltdrehzahl über Fliehkraftverlagerung derartig entgegen einer Kraft des Zustellmittels bewegt ist, dass der Abschnitt des Ventilaushebers nicht die Laufbahn überragt, wobei der Ventilausheber auf einer sich parallel zur Nockenwellenachse erstreckenden und zur Vertiefung des Nockens fluchtenden Führung längsgelagert ist und an einer dem Nocken abgewandten Seite an einer keilartigen, sich in Richtung zur Nockenwellenachse verjüngenden Signalbahn des Fliehgewichts anliegt sowie im Bereich seiner dem Nocken zugewandten Seite den Abschnitt für die Vertiefung hat und wobei der Ventilausheber oberhalb der Schaltdrehzahl in den Bauraum rückverlagert ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine Vorrichtung ist aus der US-PS 5,085,184 bekannt. Das Fliehgewicht besteht aus einem verschwenkbar in einem Nockenwellenrad gelagerten Fliehkrafthebel. Dieser wirkt einenends auf einen Hebelarm eines drehbaren Ventilaushebers ein und ist entgegen der Fliehkraftrichtung über eine Zugfeder beaufschlagt. Der Ventilausheber hat im Bereich seines Drehzentrums ein Hubsegment für einen Nockenfolger.
Ferner geht aus der US 3,620,203 A eine Vorrichtung hervor, bei welcher ein Ventilausheber auf einer Ventilnockenwelle vorgesehen ist, wobei der Ventilausheber unterhalb einer Grenzdrehzahl einer Brennkraftmaschine in eine Position bewegt ist, in der der Ventilausheber im Zuge der Rotation der Ventilnockenwelle mit einem Übertragungselement eines Gaswechselventils in Kontakt gelangen und dessen Öffnen hervorrufen kann. Ab Überschreiten der Grenzdrehzahl wird der Ventilausheber dann über ein Fliehgewicht in eine andere Position bewegt, in welcher kein Kontakt mit dem Übertragungselement erfolgt.
Des Weiteren ist aus der DE 196 11 031 A1 eine Vorrichtung bekannt, bei welcher ein Ventilausheber in Form einer Kugel unterhalb einer Grenzdrehzahl einer Brennkraftmaschine in eine Ausnehmung eines Nockens gedrückt ist und dabei gegenüber einer Laufbahn des Nockens vorsteht. Ab Erreichen der Grenzdrehzahl wird durch ein Fliehgewicht ein Raum freigegeben, in welchen die Kugel ausweichen kann und dann nicht mehr gegenüber der Laufbahn vorsteht.
Schließlich offenbart die als gattungsbildend betrachtete US 6,055,952 A eine Vorrichtung, bei welcher ein Ventilausheber parallel zu einer Nockenwellenachse und fluchtend zu einer Vertiefung eines Nockens längsgelagert ist und unterhalb einer Schaltdrehzahl mit einem Abschnitt gegenüber einer Laufbahn des Nockens vorsteht. Zudem steht der Ventilausheber an einer dem Nockens abgewandt liegenden Seite mit einer Signalbahn eines Fliehgewichts in Kontakt und ist am Fliehgewicht zwangsgeführt. Das Fliehgewicht verlagert den Ventilausheber dann ab Erreichen der Schaltdrehzahl in eine Position, in welcher er außerhalb der Vertiefung des Nockens liegt.
Nachteilig ist es bei dem vorbekannten Stand der Technik, dass ein Kontakt des Ventilaushebers mit dem Fliehgewicht aufgrund der Zwangsführung kompliziert gelöst ist.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, bei welcher die zitierten Nachteile beseitigt sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach ist als einfaches Beaufschlagungsmittel für den Ventilausheber in Richtung zum Fliehgewicht ein Federmittel wie eine Druckfeder vorgeschlagen. Somit ist eine permanente Anlage des Ventilaushebers mit seiner einen Seite an der Keilfläche der Signalbahn garantiert. Dies ist insbesondere für ein kontinuierliches Nachführen des Ventilaushebers bei nach außen gerichteter Verschwenkbewegung des Fliehgewichts wichtig.
Durch diese Maßnahmen ist eine relativ einfach aufgebaute Dekompressionsvorrichtung geschaffen. Diese lässt sich leicht montieren und liegt relativ kostengünstig vor. Das Einführen des vorzugsweise stiftartig ausgebildeten Ventilaushebers in die Laufbahn des Nockens erfolgt hier über eine gut beherrschbare Linearbewegung parallel zur Nockenwellenachse.
Als Fliehgewicht dient ein Schwingarm, der vorzugsweise über einen stiftartigen Ansatz in einer Bohrung des nockenwellenfesten Bauraums drehbar geführt ist. Vorgesehen ist es auch, den Ansatz vom Bauraum ausgehen zu lassen und dann im Fliehgewicht zu führen.
Die Signalbahn ist bevorzugt als Spiralsegment an einer dem Ventilausheber zugewandten Stirnseite des Fliehgewichts ausgebildet. Bei Erreichen der Schaltdrehzahl kommt es zu einer nach außen gerichteten Verschwenkbewegung des Fliehgewichts, wobei der Ventilausheber erfindungsgemäß die Signalbahn abtastet. Bei ausreichend großer Drehzahl kommuniziert ein so schmaler Abschnitt der Signalbahn mit dem Ventilausheber, dass dieser vollständig über Druckfederunterstützung im Bauteil verläuft und somit nicht mehr die Laufbahn des entsprechenden Nockens überragt.
Vorzugsweise soll das Fliehgewicht mit seinem Zustellmittel in einem unmittelbar an den entsprechenden Nocken angrenzenden Bauraum wie in ein Nockenwellenrad eingebaut sein. Es ist jedoch auch denkbar und vorgesehen, das Fliehgewicht mit den weiteren Bauteilen unmittelbar an der Nockenwelle bzw. dem Nocken zu applizieren.
Besonderer Vorteil der Erfindung ist es, dass das Fliehgewicht im ausgerückten Zustand nicht vom Nockengegenläufer in die Laufbahn gedrückt werden kann.
Dadurch, dass die Vertiefung im Nocken gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung in etwa halbzylindrische Geometrie hat und sich nur über eine Teilbreite der Laufbahn des Nockens erstreckt, ist garantiert, dass nach Erreichen der Schaltdrehzahl und somit nach Rückverlagerung des Ventilaushebers der Nockengegenläufer noch eine genügend große Aufstandsfläche auf der Laufbahn des Nockens beim Überfahren der Vertiefung hat.
Als Zustellmittel für das Fliehgewicht und somit für den Ventilausheber in Vertiefungsrichtung ist ein entgegen der Fliehkraftrichtung wirkendes Federmittel wie eine Druck- bzw. Blattfeder vorgeschlagen. Denkbar sind auch weitere druckausübende Mittel, wie beispielsweise Magneten, Elektromagneten bzw. andere hydraulische oder mechanische Maßnahmen.
Durch die senkrechte Anordnung der Führung für den Ventilausheber zur Verschieberichtung des Fliehgewichts mit seiner keilartigen Signalbahn ist zudem garantiert, dass beim Überfahren des nicht näher erläuterten Nockengegenläufers auf dem Ventilausheber keine Rückwirkung auf das Fliehgewicht in dessen Verschieberichtung eintritt.
Vorgeschlagen ist es auch, die Signalbahn des Fliehgewichts an ihrem nockenwellenfernen Abschnitt mit einem senkrecht zur Nockenwellenachse verlaufenden Bahnabschnitt, sozusagen einem Ruheabschnitt für den Ventilausheber, zu versehen. Hierdurch erfolgt im ausgerückten Zustand (Dekompressionsphase) des Ventilaushebers keine Rückwirkung auf das Fliehgewicht.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Dekompressionsmechanismus kann beispielsweise einem Nocken zur Beaufschlagung eines Auslaßventils zugeordnet werden. Denkbar ist es jedoch auch, die erfindungsgemäßen Mittel einem Einlaßnocken zuzuordnen. Vorgesehen ist es ebenfalls, den Nocken als kombinierten Ein- und Auslaßnocken auszubilden, welcher dann die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt.
Ein Beitrag in Richtung Leichtbau ist dadurch geleistet, dass das Antriebsrad bzw. der Nocken aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff gebildet ist.
Vorzugsweise soll die vorschlagsgemäße Vorrichtung in Vier-Takt-Brennkraftmaschinen eingebaut werden, welche beispielsweise in Kleingeräten wie Kettensägen, Rasenmähern und ähnlichem Verwendung finden. Jedoch ist ein Einbau in sämtlichen ventilgesteuerten Hubkolbenbrennkraftmaschinen vorgesehen, um den Anlaßvorgang bis zum Erreichen einer Nenndrehzahl zu vereinfachen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 in einer Explosivdarstellung den erfindungsgemäßen Mechanismus und die
2, 3 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, wobei 2 den zurückgerückten Zustand und 3 den Dekompressionszustand des Ventilaushebers offenbart.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine. Auf die prinzipielle Wirkungsweise einer solchen Vorrichtung 1 soll an dieser Stelle nicht weiter eingegangen werden, weil diese der Fachwelt ausreichend bekannt ist.
Die Vorrichtung 1 besteht aus einer Nockenwelle 2 mit einem nockenwellenfesten Antriebsrad 3. In Axialrichtung gesehen schließt sich an das Antriebsrad 3 ein mit der Nockenwelle 2 drehfest verbundener Nocken 4, beispielsweise ein Auslaßnocken, an. Zeichnerisch offenbart ist ein weiterer Nocken 5, welcher ein Einlaßnocken sein kann.
Das Antriebsrad 3 hat einen dem Nocken 4 abgewandten Bauraum 6. In diesen ist ein als Schwingarm ausgebildetes Fliehgewicht 10 eingebaut, welches bogenförmig um die Nockenwellenachse verläuft. Ein Ende 11 des Fliehgewichts 10 ist über einen zeichnerisch nicht offenbarten Ansatz in einer Bohrung 12 des Antriebsrades 3 drehbar gelagert.
Zudem zeigen die Figuren, dass der Nocken 4 eine halbzylindrische Vertiefung 16 mit einem Axialgrund 17 hat. In dieser Vertiefung 16 verläuft abschnittsweise im gewünschten Dekompressionsfall ein als Stift ausgebildeter Ventilausheber 18. Für den Ventilausheber 18 hat das Antriebsrad 3 eine parallel zur Nockenwellenachse verlaufende und als Bohrung hergestellte Führung 19. Der Ventilausheber 18 ist, wie in den 2, 3 gezeigt, in Richtung von dem Nocken 4 weg, d. h. in Richtung zum Fliehgewicht 10, von einem Federmittel 20 beaufschlagt. Dieses ist hier als Schraubenfeder ausgebildet, die sich nockenseitig an dem Axialgrund 17 der Vertiefung 16 abstützt.
An einer dem Ventilausheber 18 zugewandten Stirnseite 13 hat das Fliehgewicht 10 eine keilartige Signalbahn 21. Diese verjüngt sich spiralsegmentartig in Richtung zur Nockenwellenachse. Sie hat im Bereich ihres nockenwellenfernen Abschnitts 22 einen gerade verlaufenden Bahnabschnitt 23. Eine dem Nocken 4 abgewandte Seite 24 des stiftartigen Ventilaushebers 18 kommuniziert permanent mit der Signalbahn 21. Im Bereich einer dem Nocken 4 zugewandten Seite 25 hat der Ventilausheber 18 einen Abschnitt 26 für einen Eingriff in eine Laufbahn 27 des Nockens 4.
Entgegen der Fliehkraftrichtung ist das Fliehgewicht 10 an einer Oberseite 28 von einem Zustellmittel 29 beaufschlagt. Dieses ist hier als Blattfeder hergestellt. Es wirkt einenends gegen einen Innenrand 30 des Bauraums 6. An einer dem Nocken 4 abgewandten Stirnseite ist der Bauraum 6 zudem durch einen Ring 31 abgedeckt.
3 offenbart den Zustand der Vorrichtung 1, wie er unterhalb einer Schaltdrehzahl vorliegt. Demnach ist aufgrund fehlender Fliehkraft das Fliehgewicht 10 über die Wirkung des Zustellmittels 29 weitestgehend nach innen zur Nockenwelle 2 verschwenkt. Über Keilwirkung ist somit der Ventilausheber 18 axial vollständig in die Vertiefung 16 verlagert und liegt mit seiner Seite 25 an dem Axialgrund 17 an. Der Abschnitt 26 überragt die Laufbahn 27. Überfährt ein Nockengegenläufer den Abschnitt 26, so wird dieser geringfügig angehoben. Hierdurch ist die gewünschte Dekompression erzielbar.
Mit steigender Drehzahl wird das Fliehgewicht 10 um seinen Drehpunkt am Ende 11 nach außen verschwenkt. Da der Ventilausheber 18 mit seiner Seite 24 der spiralartigen und sich insgesamt gesehen in Richtung zur Nockenwelle 2 verjüngenden Signalbahn 21 folgt, wird dieser in seiner Führung 19 immer weiter axial vom Nocken 4 wegbewegt.
2 offenbart somit den Endzustand, wie er oberhalb einer definierten Schaltdrehzahl vorliegen soll. Dadurch, dass der Abschnitt 26 des Ventilaushebers 18 nicht mehr in die Laufbahn 27 des Nockens 4 ragt, ist der Dekompressionsmechanismus wirkungslos. Das entsprechende Gaswechselventil öffnet in gewohnter Art und Weise.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Nockenwelle
3: Antriebsrad
4: Nocken
5: Nocken
6: Bauraum
7: nicht vergeben
8: nicht vergeben
9: nicht vergeben
10: Fliehgewicht
11: Ende
12: Bohrung
13: Stirnseite
14: nicht vergeben
15: nicht vergeben
16: Vertiefung
17: Axialgrund
18: Ventilausheber
19: Führung
20: Federmittel
21: Signalbahn
22: nockenwellenferner Abschnitt
23: Bahnabschnitt
24: Seite
25: Seite
26: Abschnitt
27: Laufbahn
28: Oberseite
29: Zustellmittel
30: Innenrand
31: Ring

Claims

Vorrichtung (1) eingerichtet zur Dekompression einer ventilgesteuerten Brennkraftmaschine, mit einem Ventilausheber (18), einem Fliehgewicht (10), einem Zustellmittel (29) des Fliehgewichts (10) und einer Nockenwelle (2) mit einem Nocken (4), dessen Laufbahn (27) eine Vertiefung (16) zum Einführen des Ventilaushebers (18) hat oder Vorrichtung (1) mit mehreren der genannten Bauteile, wobei das Fliehgewicht (10) als Schwingarm hergestellt ist, der bogenförmig um die Nockenwellenachse verläuft und in einem in Axialrichtung gesehen an den Nocken (4) angrenzenden, nockenwellenfesten Bauraum (6) angeordnet ist, welches Fliehgewicht (10) unterhalb einer Schaltdrehzahl vom Zustellmittel (29) derartig verlagert ist, daß der mit dem Fliehgewicht (10) kommunizierende Ventilausheber (18) mit einem die Laufbahn (27) überragenden Abschnitt (26) in der Vertiefung verläuft (16) und wobei das Fliehgewicht (10) oberhalb einer Schaltdrehzahl über Fliehkraftverlagerung derartig entgegen einer Kraft des Zustellmittels (29) bewegt ist, dass der Abschnitt (26) des Ventilaushebers (18) nicht die Laufbahn (27) überragt, wobei der Ventilausheber (18) auf einer sich parallel zur Nockenwellenachse erstreckenden und zur Vertiefung (16) des Nockens (4) fluchtenden Führung (19) längsgelagert ist und an einer dem Nocken (4) abgewandten Seite (24) an einer keilartigen, sich in Richtung zur Nockenwellenachse verjüngenden Signalbahn (21) des Fliehgewichts (10) anliegt sowie im Bereich seiner dem Nocken (4) zugewandten Seite (25) den Abschnitt (26) für die Vertiefung (16) hat und wobei der Ventilausheber (18) oberhalb der Schaltdrehzahl in den Bauraum (6) rückverlagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilausheber (18) in Richtung zum Fliehgewicht (10) von einem Federmittel (20) beaufschlagt ist, und dass als Federmittel (20) wenigstens eine Schraubenfeder vorgesehen ist, welche einenends auf die dem Nocken (4) zugewandte Seite (25) des Ventilaushebers (18) einwirkt und anderenends gegen einen Axialgrund (17) der Vertiefung (16) abgestützt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilausheber (18) als Stift gefertigt ist, dessen Führung (19) als Bohrung im Bauraum (6) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (16) im Nocken (4) in etwa halbzylindrische Geometrie hat und sich in Nockenwellenrichtung betrachtet nur über eine Teilbreite der Laufbahn (27) des Nockens (4), ausgehend von Ihrer an den Bauraum (6) angrenzenden gedachten Stirnseite, erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (11) des Fliehgewichts (10) mit einem stiftartigen Ansatz versehen ist, der in einer Bohrung (12) des nockenwellenfesten Bauraums (6) drehbar geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustellmittel (29) als ein Federmittel wie wenigstens eine Blatt- oder Druckfeder ausgebildet ist, welche in dem nockenwellenfesten Bauraum (6) verläuft und einenends auf eine nockenwellenferne Oberseite (28) des Fliehgewichts (10) einwirkt und anderenends an einem Innenrand (30) des Bauraums (6) abgestützt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalbahn (21) an ihrem nockenwellenfernen Abschnitt (22) in einen senkrecht zur Nockenwellenachse verlaufenden Bahnabschnitt (23) übergeht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauraum (6) Bestandteil eines Antriebsrades für die Nockenwelle ist, welches zumindest mittelbar mit einem Kurbelwellenrad trieblich verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (4) bzw. der Bauraum (6) zumindest abschnittsweise aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff bestehen.