DE102005025100A1 - Valve drive for operating a gas exchange valve has a ball as an adjustable valve clearance element, which is removably inserted in between the recess and the ball socket - Google Patents
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Abstract
Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb mit mechanischer Ventilspieleinstellung in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Der Ventiltrieb weist einen hebelartigen Nockenfolger auf, der zur Betätigung eines Gaswechselventils zwischen einem Nocken einer Nockenwelle und dem Gaswechselventil angeordnet ist und sich an einem in einer Ausnehmung des Zylinderkopfs ruhend gelagerten Abstützelement schwenkbeweglich abstützt, indem zwischen einer kalottenförmigen Ausnehmung des Nockenfolgers und einem als Kugelpfanne ausgebildeten Endabschnitt des Abstützelements eine Kugel gelagert ist.The The invention relates to a valve train with mechanical valve clearance adjustment in a cylinder head of an internal combustion engine. The valve train points a lever-like cam follower, which is for actuating a gas exchange valve between a cam of a camshaft and the gas exchange valve is arranged and at one in a recess of the cylinder head resting supported support supported pivotally, by between a dome-shaped Recess of the cam follower and designed as a ball socket End portion of the support element a ball is stored.
Hintergrund der Erfindungbackground the invention
Ein derartiger Ventiltrieb geht aus der als gattungsbildend betrachteten JP 2000-161025 A hervor. Dort ist ein Schlepphebel-Ventiltrieb mit mechanischer Ventilspieleinstellung vorgeschlagen, bei dem zur schwenkbeweglichen Lagerung des Schlepphebels eine Kugel vorgesehen ist. Die Kugel ist in einer Kugelpfanne eines Abstützelements gelagert, das im Rahmen eines einzustellenden Ventilspiels gegen ein anderes Abstützelement mit angepasster Höhe aus zutauschen ist. Folglich ist für die Ventilspieleinstellung sowohl während der Erstmontage als auch im Rahmen der Wartung des Ventiltriebs eine genügend große Anzahl von Abstützelementen mit ausreichend kleiner Höhenabstufung bereitzustellen. Nachteilig ist jedoch der damit verbundene Fertigungsaufwand, da das Abstützelement zylindrisch ausgebildet ist und dessen zu erreichende Durchmesser- und Höhengenauigkeit sowohl umfangs- als auch stirnseitig eine kostenintensive Feinbearbeitung erfordert.One Such valve train is considered from the considered generic JP 2000-161025 A. There is a drag lever valve train with proposed mechanical valve clearance, in which the pivoting Storage of the rocker arm is provided a ball. The ball is mounted in a ball socket of a support member in the frame a valve clearance to be set against another support element exchange with adjusted height is. Consequently, for the valve clearance adjustment during the initial assembly as well as in the As part of the maintenance of the valve train a sufficiently large number of support elements with sufficiently small height graduation provide. However, a disadvantage is the associated production costs, because the support element is cylindrical and whose diameter to be achieved and height accuracy Both circumferential and frontal cost-intensive finishing requires.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen geschilderten Nachteil zu vermeiden und somit einen Ventiltrieb mit einem hebelartigen Nockenfolger und mechanischer Ventilspieleinstellung zu schaffen, der sowohl kostengünstig herstellbar ist als auch eine kostengünstige Ventilspieleinstellung im Rahmen der Wartung des Ventiltriebs erlaubt.Of the Invention is therefore the object of this described Disadvantage to avoid and thus a valve train with a lever-like cam follower and to provide mechanical lash adjuster adjustment that both economical can be produced as well as a cost-effective valve clearance adjustment allowed during maintenance of the valve train.
Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kugel als Ventilspieleinstellelement austauschbar zwischen der Ausnehmung und der Kugelpfanne eingelegt ist, wobei zur Ventilspieleinstellung Kugeln unterschiedlichen Durchmessers vorgesehen sind. Somit kann auf eine aufwändige und kostenintensive Fertigung und Bereitstellung höhengestufter Abstützelemente, wie es im Stand der Technik vorgeschlagen ist, verzichtet werden. Stattdessen kann für die Ventilspieleinstellung während der Erstmontage und im Rahmen der Wartung des Ventiltriebs auf extrem kostengünstige und mit hoher Form-, Maß- und Oberflächengenauigkeit herstellbare Kugeln zurückgegriffen werden, wie sie aus der Wälzlagertechnik als hochbeanspruchbare und verschleißarme Bauteile bekannt sind.According to the invention this Task solved by that the ball as Ventilspieleinstellelement interchangeable between the recess and the ball socket is inserted, wherein the valve clearance adjustment Balls of different diameters are provided. Thus, can on a lavish and cost-intensive production and provision of height-graded support elements, as proposed in the prior art, be waived. Instead, for the valve clearance adjustment during the Initial assembly and during maintenance of the valve train to extreme inexpensive and with high dimensional, dimensional and surface accuracy manufacturable balls used as they are from rolling bearing technology are known as heavy-duty and low-wear components.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die kalottenförmige Ausnehmung des Nockenfolgers und/oder die Kugelpfanne des Abstützelements als Kreiskegelstumpf ausgebildet sein. Eine als Kreiskegelstumpf ausgebildete Geometrie des Kontaktpartners der Kugel ist als Grenzfall eines so genannten gotischen Profils zu betrachten. Dieses gotische Profil ist dem Fachmann geläufig und gewährleistet bei einer Anlage einer Kugel an deren Kontaktpartner, dass sich die Kugel stets in einem pressungsgünstigen und verschleißarmen Linienkontakt mit dem Kontaktpartner befindet. Zu diesem Zweck weist die kalottenförmige Ausnehmung, wie sie üblicherweise bei Schlepphebeln ausgebildet ist, einen Radius auf, dessen Mittelpunkt außerhalb der Symmetrieachse der kalottenförmigen Ausnehmung liegt. Der beanspruchte Kreiskegelstumpf als Profil für die kalottenförmige Ausnehmung des Nockenfolgers und/oder der Kugelpfanne des Abstützelements ergibt sich dann im Falle eines – theoretisch – unendlich großen Radius. Ein wesentlicher Vorteil des als Kreiskegelstumpf ausgebildeten Kontaktpartners der Kugel ergibt sich dadurch, dass sich auch bei Kugeln unterschiedlichen Durchmessers stets ein geometrisch ähnlicher Kugelsektor mit identischem Öffnungswinkel zwischen Kugelmittelpunkt und Kontaktkreis zwischen Kugel und Kreiskegelstumpf ausbildet. Folglich bleiben die auf den Kugelmittelpunkt gerichteten Komponenten der auftretenden Ventiltriebkräfte auch bei unterschiedlichen Kugeldurchmessern konstant, während das gotische Profil bei einer Vergrößerung der Kugel zu einer Vergrößerung der in Kugelmitte gerichteten Kraftkomponente führt. Außerdem kann die rechnerische Auslegung des Ventiltriebs bei einem als Kreiskegelstumpf ausgebildeten Kontaktpartner der Kugel aufgrund der erheblich reduzierten Anzahl geometrischer Parameter stark vereinfacht werden.In Further embodiment of the invention, the dome-shaped recess the cam follower and / or the ball socket of the support element be formed as a circular truncated cone. One as circle truncated cone trained geometry of the contact partner of the ball is considered a limiting case to look at a so-called gothic profile. This gothic Profile is familiar to the professional and guaranteed in a system of a ball to the contact partner, that the ball always in a press-favorable and low-wear line contact with the contact partner. For this purpose, the dome-shaped recess, as they usually do is formed with drag levers, a radius on, whose center outside the symmetry axis of the dome-shaped Recess is located. The claimed circular truncated cone as a profile for the dome-shaped recess the cam follower and / or the ball socket of the support results then in the case of a - theoretically - infinite huge Radius. A significant advantage of trained as a circular truncated cone Contact partner of the ball results from the fact that also at Balls of different diameters always a geometrically similar Ball sector with identical opening angle between the center of the sphere and the contact circle between the sphere and the circular truncated cone formed. As a result, they remain focused on the center of the sphere Components of the occurring valve train forces even at different Ball diameters constant while the gothic profile enlarges the sphere to an enlargement of the sphere in the center of the ball directed force component leads. In addition, the computational Design of the valve train in a trained as a circular truncated contact partner the ball due to the significantly reduced number of geometric Parameters are greatly simplified.
In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, dass zwischen einer Innenkontur und einer Außenkontur der kalottenförmigen Ausnehmung des Nockenfolgers eine Öffnung zwecks Versorgung der Kugel mit drucklosem Schmieröl verläuft. Durch diese einfach umzusetzende Maßnahme kann der sich im Betrieb der Brennkraftmaschine im Zylinderkopf bildende Schmierölnebel dazu genutzt werden, die Kugel im Hinblick auf einen reibungs- und verschleißarmen Kontakt ausreichend mit Schmieröl zu versorgen. Es kann dennoch auch zweckmäßig sein, die Kugel mit druckbeaufschlagtem Schmieröl zu versorgen. Hierzu soll das Abstützelement tassenförmig ausgebildet sein und ein hohlzylindrisches Hemd sowie einen Boden aufweisen, der auf einem Grund der Ausnehmung des Zylinderkopfs aufliegt, wobei die Ausnehmung an einen im Zylinderkopf verlaufenden Druckölkanal angeschlossen ist und wobei durch das Hemd oder den Boden eine mit dem Druckölkanal kommunizierende Öffnung verläuft. Da jedoch der Ventiltrieb in der Grundkreisphase des Nockens unbelastet ist und dabei stets ein geringfügiges Ventilspiel aufweist, wird die in dieser Phase ebenfalls spielbehaftete Kugel infolge des Schmieröldrucks zum Abheben von der Kugelpfanne veranlasst. Zur Begrenzung eines einen Druckverlust erzeugenden Volumenstroms des Schmieröls soll die mit dem Druckölkanal kommunizierende Öffnung zweckmäßigerweise als Drosselbohrung ausgebildet sein.In a further development of the invention, it is proposed that between an inner contour and an outer contour of the dome-shaped recess of the cam follower extends an opening for the purpose of supplying the ball with pressureless lubricating oil. As a result of this measure, which can simply be implemented, the lubricating oil mist forming in the cylinder head during operation of the internal combustion engine can be used to lubricate the ball in terms of friction and wear poor contact sufficient to provide lubricating oil. Nevertheless, it may also be expedient to supply the ball with pressurized lubricating oil. For this purpose, the support element should be cup-shaped and have a hollow cylindrical shirt and a bottom which rests on a bottom of the recess of the cylinder head, wherein the recess is connected to a running in the cylinder head pressure oil passage and communicating through the shirt or the bottom one with the pressure oil passage Opening runs. However, since the valve train in the base circle phase of the cam is unloaded and always has a slight valve clearance, which also in this phase game-afflicted ball is caused by the lube oil pressure to lift off the ball socket. In order to limit a volume flow of the lubricating oil which generates a pressure loss, the opening communicating with the pressure oil channel should expediently be designed as a throttle bore.
Es ist außerdem vorgeschlagen, dass der Nockenfolger als Schlepphebel ausgebildet ist, der sich mit einem ersten Endbereich am Abstützelement abstützt, mit einem zweiten Endbereich das Gaswechselventil betätigt und in einem Mittelbereich vom Nocken beaufschlagt ist. Alternativ kann der Nockenfolger auch als Kipphebel ausgebildet sein, der an einem ersten Endbereich vom Nocken beaufschlagt ist, mit einem zweiten Endbereich das Gaswechselventil betätigt und sich in einem Mittelbereich am Abstützelement abstützt. Der Nockenfolger soll schließlich eine drehbar und wahlweise wälzgelagerte Rolle als reibungsarme Anlauffläche für den Nocken aufweisen.It is also proposed that the cam follower designed as a drag lever is, which is supported with a first end portion on the support, with a second end portion of the gas exchange valve is actuated and is acted upon by the cam in a central region. Alternatively, you can the cam follower can also be designed as a rocker arm, which is connected to a the first end portion is acted upon by the cam, with a second End area the gas exchange valve is actuated and located in a central area on the support element supported. The cam follower should finally a rotatable and optionally roller bearings Roller as friction-free contact surface for the Cam have.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Dabei sind funktionsgleiche Bauteile oder Merkmale mit gleichen Bezugszahlen versehen. Es zeigen:Further Features of the invention will become apparent from the following description and from the drawings, in which embodiments of the invention are shown simplified. These are functionally identical components or features with the same reference numbers. Show it:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenFull Description of the drawings
In
Die
Ventilspieleinstellung des Ventiltriebs
Die
kalottenförmige
Ausnehmung
Zur
Ausbildung eines reibungs- und verschleißarmen Kontakts zwischen Kugel
Der
zur Ventilspieleinstellung erforderliche Durchmesserbereich der
Kugeln, d. h. die Durchmesserdifferenz zwischen der größtmöglichen
und der kleinstmöglichen
Kugel
Es
ist zunächst
ein Ist-Ventilspiel zwischen dem Nocken
Dieses
Verfahren kann auch auf das in
Im Übrigen und
sofern nicht anders erwähnt, können die
für die
beiden Ausführungsvarianten
beschriebenen Merkmale wechselweise sowie auch in Kombinationen
sowohl für
den Schlepphebel- als auch für
den Kipphebel-Ventiltrieb vorgesehen sein. So ist es beispielsweise
möglich,
die Kugel
Die Erfindung ist schließlich auch bei solchen Ventiltrieben mit mechanischer Ventilspieleinstellung einsetzbar, bei denen sich ein hebelartiger Nockenfolger auf einem Kugelgelenk schwenkbeweglich abstützt. Hierzu zählen beispielsweise Stoßstangen-Ventiltriebe mit einem Kipphebel, der sich nockenseitig mit einer kalottenförmigen Ausnehmung auf einem kugelförmigen Endabschnitt einer Stößelstange schwenkbeweglich abstützt.The Invention is finally can also be used with such valve drives with mechanical valve clearance adjustment, in which a lever-like cam follower on a ball joint pivotally supported. Which includes For example, bumper valve trains with a rocker arm on the cam side with a dome-shaped recess a spherical one End portion of a push rod pivotally supported.
- 11
- Ventiltriebvalve train
- 22
- Zylinderkopfcylinder head
- 33
- Nockencam
- 44
- Schlepphebelcam follower
- 55
- Nockenfolgercam follower
- 6a, b6a, b
- Ausnehmungrecess
- 7a, b7a, b
- Abstützelementsupporting
- 88th
- KugelBullet
- 99
- GaswechselventilGas exchange valve
- 10a, b10a, b
- Mittelbereichthe central region
- 1111
- Rollerole
- 1212
- Anlaufflächeapproach surface
- 13a, b13a, b
- erster Endbereichfirst end
- 1414
- Ausnehmungrecess
- 1515
- Kugelpfanneball socket
- 1616
- Endabschnittend
- 1717
- VentilschaftauflageValve stem support
- 18a, b18a, b
- zweiter Endbereichsecond end
- 1919
- VentilspieleinstellelementVentilspieleinstellelement
- 2020
- Ventilspiellash
- 2121
- KreiskegelstumpfCircular truncated cone
- 2222
- Innenkonturinner contour
- 2323
- Außenkonturouter contour
- 2424
- Öffnungopening
- 2525
- Kipphebelrocker arm
- 2626
- Hemdshirt
- 2727
- Bodenground
- 2828
- Grundreason
- 2929
- DruckölkanalPressure oil passage
- 3030
- Öffnungopening
- 3131
- Drosselbohrungthrottle bore
Claims (8)
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R081 | Change of applicant/patentee |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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