DE10112980A1

DE10112980A1 - Schaltbarer Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10112980A1
Application number: DE2001112980
Authority: DE
Inventors: Christof Faria; Harald Elendt
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2001-03-17
Filing date: 2001-03-17
Publication date: 2002-09-19

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine (17) mit einem ersten und wenigstens einem zweiten von je einem Nocken (5, 6) beaufschlagten hebelartigen Nockenfolger (2), die miteinander koppelbar sind. Der erste Nockenfolger (2) ist als Hilfhebels hergestellt, der an einem Ende (7) von einer Anlage (10) eines Abstützelements (11) kontaktiert ist, welche in Nockenrichtung von einer Druckfeder (18) beaufschlagt ist. Dabei besteht das Abstützelement (11) aus einer einfachen Stange (14), die mit ihrer nockenfernen Seite (15) unmittelbar in einer Aufnahme (16) der Brennkraftmaschine (17) befestigt und außerhalb der Brennkraftmaschine (17) von der Druckfeder (18) umschlossen ist, welche im Bereich einer Nockenseite (13) auf die Anlage (10) wirkt, die axial gegenüber der Stange (14) beweglich ist. DOLLAR A Durch diese Maßnahme liegt ein kostengünstiges Abstützelement (11) vor, bei dessen Betrieb die oszillierenden Massen verringert sind.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem ersten und wenigstens einem zweiten von je einem Nocken beauf schlagten hebelartigen Nockenfolger, deren Längsseiten aneinander grenzen und die miteinander koppelbar sind, wobei der erste Nockenfolger als Hilfshe bel hergestellt ist, der an einem Ende seiner der Brennkraftmaschine zuge wandten Unterseite von einer scheibenartigen Anlage eines Abstützelements kontaktiert ist, welche Anlage in Nockenrichtung von wenigstens einer Druck feder des Abstützelements beaufschlagt ist, das an seiner nockenfernen Seite mit der Brennkraftmaschine verbunden ist und wobei der zweite Nockenfolger als Haupthebel gefertigt ist, welcher an seinem zu dem Ende des ersten No ckenfolgers gleichgerichteten Ende auf wenigstens ein Gaswechselventil ein wirkt.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Ventiltrieb ist aus der als gattungsbildend betrachteten DE 44 40 781 A1 bekannt. Hier sind in Fig. 2 je zwei nebeneinander liegende Kipphebel als Nockenfolger gezeigt, von denen einer die Funktion des Hilfshebels und der andere die Funktion des Haupthebels besitzt. Der Hilfshebel ist endseitig auf einem näher aus Fig. 3 hervorgehenden Abstützelement gelagert. Dieses dient über alle Drehzahlbereiche der Brennkraftmaschine hinweg einer perma nenten Anlage des Hilfshebels am ihn beaufschlagenden Nocken. Es besteht aus einem relativ massiv ausgebildeten Gehäuse, welches mit einem Ansatz in der Brennkraftmaschine befestigt ist. Das Gehäuse hat eine Aufnahme für ein teleskopartiges Innenelement, das an seiner Hebelseite einen mit diesem fest verbundenen Federteller aufweist. Dabei wirkt gegen den Federteller eine Schraubendruckfeder, die sich an ihrem anderen Ende an einem Ringabsatz des Gehäuses abstützt.

Nachteilig ist es bei dem vorbekannten Ventiltrieb, daß dessen Abstützelement für den Hilfshebel relativ massiv und fertigungstechnisch aufwendig gefertigt ist. Bei der durch Nockenhub generierten Eintauchbewegung des Innenele ments mit einteiligem Federteller ist relativ viel Masse zu bewegen. Aufgrund dieser großen Masse muß die Druckfeder, auch Lost-Motion-Feder genannt, ziemlich stark ausgelegt werden, um auch bei hohen Drehzahlen der Brenn kraftmaschine ein sicheres Rückführen des Innenelements mit Federteller an den ablaufenden Nocken zu garantieren. Der Dimensionierung der Feder oder eines Federpaketes sind aus Bauraumgründen Grenzen gesetzt. Die relativ hohen zu bewegenden Massen bzw. Federkräfte bewirken zudem in nachteili ger Art und Weise eine unnötige Reibungserhöhung im Ventiltrieb.

Des weiteren ist festzustellen, daß durch das separate und massive Gehäuse für das Innenelement der Bauaufwand unnötig groß ist. Gleichzeitig baut das gesamte Abstützelement in Radialrichtung relativ breit. Somit muß eine unnötig große Aufnahmebohrung in der Brennkraftmaschine gefertigt werden, wobei konstruktionsbedingt durch andere Umgebungsbauteile Grenzen gesetzt sein können.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Ventiltrieb der vorgenannten Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Abstützelement aus einer Stange besteht, die mit der nockenfernen Seite unmittelbar in einer Aufnahme der Brennkraftmaschine ortsfest verläuft und außerhalb der Brenn kraftmaschine von der wenigstens einen Druckfeder umschlossen ist, welche im Bereich einer Nockenseite der Stange auf die Anlage wirkt, die axial gegen über der Stange beweglich ist.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen sind die genannten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt. Das gesamte Abstützelement ist hinsichtlich seiner Masse und seines Bauaufwands verringert. So muß während einer Eintauch bewegung der nockenseitigen Anlage für die Druckfeder nicht mehr das ge samte Innenelement bewegt werden, sondern es wird lediglich die nockenseiti ge Anlage für die Druckfeder in Richtung Brennkraftmaschine unter Zusam mendrücken der Druckfeder bewegt. Denkbar und vorgesehen ist an dieser Stelle auch ein Druckfederpaket, wobei vorzugsweise an Schraubendruckfe dern gedacht ist.

Die Maßnahmen nach dem Anspruch 2 wirken sich besonders günstig auf den Bauraum des Ventiltriebs aus. Zum anderen ist dem Nockenfolger auf der An lage eine ausreichend große Kontaktfläche gegeben. Bei einer Verschwenk bewegung des Nockenfolgers ist stets mit einem vollen Kontakt seiner im Kon taktbereich konvex ausgebildeten Längsseiten mit der Anlage zu rechnen.

Gegenstand weiterer Unteransprüche sind einfach ausgebildete Anschläge an der Stange. Dabei soll ein Anschlag an einer Nockenseite der Stange für die Anlage der Druckfeder vorgesehen sein. Alternativ bzw. gemeinsam kann auch die nockenferne Seite der Stange oberhalb der Brennkraftmaschine mit einem Anschlag wie einem Sicherungsring versehen sein, gegen den eine tellerartige Abstützung für das weitere Ende der Druckfeder gelagert ist. Insbesondere bei Anwendung beider Anschläge an der Stange tritt der Vorteil ein, daß das ge samte Abstützelement komplett vormontiert zum Motorenhersteller geliefert werden kann und nicht mit einem Auseinanderfallen der Bauteile zu rechnen ist.

Als endseitige Abstützung für die wenigstens eine Druckfeder können schei benartige Körper appliziert werden. Dem Fachmann ist klar, daß sich an dieser Stelle noch weitere Abstützungen für die Druckfeder anbieten, auch hülsen- oder stiftartige und ähnliche.

Gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung kann die Stange auch hohlzy lindrisch ausgebildet sein. Somit ist ein weitere Beitrag in Richtung Gewichts minimierung des Abstützelements geleistet. Gegebenenfalls kann die Stange bzw. die Anlage oder Abstützung auch aus einem Leichtbauwerkstoff wie Kunststoff bestehen.

Schließlich ist es vorgeschlagen, den ersten und zweiten Nockenfolger als Schwinghebel auszubilden, die vorteilhafterweise auf einer gemeinsamen Ach se ihr Schwenkzentrum haben. Der Schutzumfang der Erfindung betrifft jedoch gleichermaßen auch Kipphebel bzw. Schlepphebeltriebe. Bei einem Kipphe beltrieb ist es auch denkbar, das Abstützelement an der Hebelseite anzuord nen, die von den Gaswechselventilen abgewandt ist und dann auf eine Ober seite des entsprechenden Kipphebels einwirkt.

Zweckmäßigerweise soll der erste Nockenfolger von einem Nocken großen Hubes und der wenigstens eine daran angrenzende Nockenfolger (Haupthe bel) von einem Nocken kleinen oder Nullhubes beaufschlagt sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur in einer räumlichen Darstellung einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Abstützelement für einen ersten Nockenfolger (Hilfshebel).

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Die Figur offenbart einen schaltbaren Ventiltrieb 1 einer Brennkraftmaschine, wie er der Fachwelt z. B. auch aus der beschreibungseinleitend zitierten DE 44 40 718 A1 ausreichend bekannt ist. Des weiteren wird an dieser Stelle auf das System "Honda-VTEC" verwiesen.

Der Ventiltrieb 1 besteht aus einem ersten hebelartigen Nockenfolger 2, der hier als Schwinghebel hergestellt ist. An seine Längsseiten 3 grenzt je ein zweiter Nockenfolger (nicht dargestellt) als Haupthebel an, der ebenfalls je weils ein Schwinghebel ist und auf einer gleichen Achse 4 wie der vorgenannte Nockenfolger 2 als Hilfshebel schwenkbeweglich gelagert ist. Der Nockenfolger 2 ist über zeichnerisch nicht dargestellte Koppelmittel, beispielsweise über quer verlagerbare Schieber, mit den nicht dargestellten zweiten Nockenfolgern als Haupthebel für den Zweck eines großen Nockenhubes koppelbar.

Der Nockenfolger 2 ist von einem Nocken 5 großen Hubes im Bereich seiner Mitte beaufschlagt, welcher Nocken 5 beidseitig von einem Nocken 6 kleinen Hubes für die zweiten Nockenfolger flankiert ist. An einem Ende 7 seiner Un terseite 8 ist der Nockenfolger 2 mit einem Kontaktbereich 9 für eine Anlage 10 eines Abstützelements 11 ausgebildet. Der Kontaktbereich 9 verläuft an den Längsseiten 3 und besitzt einen konvexen bzw. zylindrisch ausgestülpten Ver lauf. Des weiteren hat der Nockenfolger 2 eine Öffnung 12 im Bereich seines Endes 7, die von einer Nockenseite 13 einer Stange 14 des Abstützelements 11 durchragt ist.

Die Stange 13 ist mit ihrer nockenfernen Seite 15 in einer komplementären Aufnahme 16 der Brennkraftmaschine 17 oder eines mit der Brennkraftmaschi ne verbundenen Bauteils befestigt. Zwischen den Seiten 13, 15 ist die Stange 14 von einer Druckfeder 18 (Schraubendruckfeder) umschlossen. Diese wirkt im Abschnitt der Nockenseite 13 auf die tellerartige Anlage 10 und auf der no ckenfernen Seite 15 auf eine ebenfalls tellerartige Abstützung 19.

Des weiteren geht aus der Figur hervor, daß im Bereich der Nockenseite 13 ein Anschlag 20 wie ein Sicherungsring vorgesehen ist. Dieser dient als Wegbe grenzung für die Anlage 10 in Nockenrichtung. Des weiteren ist ein Anschlag 21 an der Stange 14 vorgesehen, der hier unmittelbar oberhalb der Aufnahme 16 verläuft. Dieser kann ebenfalls als Sicherungsring oder ähnliches Bauteil ausgebildet sein bzw. auch einteilig von der Stange 14 wie der Anschlag 20 ausgehen. Gegen den Anschlag 21 wirkt die Abstützung 19. Somit wird wir kungsvoll ein Auseinanderfallen des vormontierten Abstützelements 11 verhin dert.

Das Abstützelement 11 dient, wie beschreibungseinleitend schon genannt, einer permanenten Rückführung des ersten Nockenfolgers 2 als Hilfshebel an den Nocken 5, insbesondere an dessen ablaufende Nockenflanke. Dabei be steht das Abstützelement 11 im Vergleich zum Stand der Technik nur aus sehr wenigen Bauteilen, wobei bei Nockenhub lediglich die Anlage 10 entgegen der Kraft der Druckfeder 18 axial in Richtung zur Brennkraftmaschine bewegt wird. Somit ist der Ventiltrieb 1 hinsichtlich seiner Reibung optimiert. Des weiteren hat der erste Nockenfolger 2 aufgrund der speziellen Ausbildung des Kontakt bereiches 9 gemeinsam mit der tellerartigen Anlage 10 stets eine gute Auf standsfläche. Bei einer durch die Verschwenkbewegung des Nockenfolgers 2 erzeugten Auswanderungsbewegung dessen Kontaktbereichs 9 relativ zur An lage 10 ist bei relativ geringer Flächenpressung nicht mit einem Kontaktverlust zu rechnen.

Bezugszahlenliste

1

Ventiltrieb

2

Nockenfolger

3

Längsseite

4

Achse

5

Nocken

6

Nocken

7

Ende

8

Unterseite

9

Kontaktbereich

10

Anlage

11

Abstützelement

12

Öffnung

13

Nockenseite

14

Stange

15

nockenferne Seite

16

Aufnahme

17

Brennkraftmaschine

18

Druckfeder

19

Abstützung

20

Anschlag

21

Anschlag

Claims

1. Schaltbarer Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine (17) mit einem ersten und wenigstens einem zweiten von je einem Nocken (5, 6) beaufschlagten hebelartigen Nockenfolger (2), deren Längsseiten (3) aneinander grenzen und die miteinander koppelbar sind, wobei der erste Nockenfolger (2) als Hilfshebel hergestellt ist, der an einem Ende (7) seiner der Brennkraftma schine (17) zugewandten Unterseite (8) von einer scheibenartigen Anlage (10) eines Abstützelements (11) kontaktiert ist, welche Anlage (10) in No ckenrichtung von wenigstens einer Druckfeder (18) des Abstützelements (11) beaufschlagt ist, das an seiner nockenfernen Seite (15) mit der Brenn kraftmaschine (17) verbunden ist und wobei der zweite Nockenfolger als Haupthebel gefertigt ist, welcher an seinem zu dem Ende (7) des ersten Nockenfolgers (2) gleichgerichteten Ende auf wenigstens ein Gaswechsel ventil einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützelement (11) aus einer Stange (14) besteht, die mit der nockenfernen Seite (15) unmit telbar in einer Aufnahme (16) der Brennkraftmaschine (17) ortsfest verläuft und außerhalb der Brennkraftmaschine (17) von der wenigstens einen Druckfeder (18) umschlossen ist, welche im Bereich einer Nockenseite (13) der Stange (14) auf die Anlage (10) wirkt, die axial gegenüber der Stange (14) beweglich ist.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, zumindest bei Nockenhub, der erste Nockenfolger (2) von der Nockenseite (13) der Stange (14) durchragt ist, wobei dessen Ende (7) für den Kontakt mit der Anlage (10) an den Längsseiten (3) ausgebildet ist und im Kontaktbereich (9) jeweils einen konvexen Verlauf hat.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken seite (13) der Stange (14) mit einem Anschlag (20) wie einem Sicherungs ring für die Anlage (10) ausgebildet ist.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Druckfeder (18) auf der nockenfernen Seite (15) der Stan ge (14) unmittelbar auf einer scheibenartigen Abstützung (19) liegt, die ge gen einen an der Stange (14) verlaufenden Anschlag (21) wie einen Siche rungsring wirkt, welcher axial außerhalb der Aufnahme (16) der Brennkraft maschine (17) angeordnet ist.

5. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (14) hohlzylindrisch ausgebildet ist.

6. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und wenigstens eine zweite Nockenfolger (2) als Schwinghebel ausgebildet sind und auf einer gemeinsamen Achse (4) verlaufen.