DE102008029885A1

DE102008029885A1 - Ventiltrieb mit Überlasteinrichtungen

Info

Publication number: DE102008029885A1
Application number: DE102008029885A
Authority: DE
Inventors: Frederick J. Fenton Rozario; James B. Shelby Hicks; William C. Clinton Albertson; Gary J. Utica Patterson
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2009-01-15
Also published as: CN101333947A; CN101333947B; US7854215B2; US20090000579A1

Abstract

Es ist ein Ventiltrieb zur Verwendung in einem Motor vorgesehen. Der Ventiltrieb weist eine Kipphebelarmanordnung mit einem ventilseitigen Arm und einem nockenseitigen Arm auf. Ein Ventil ist mit dem Motor gekoppelt und steht mit dem ventilseitigen Arm in Kontakt. eine Stößelstange kann durch eine Nockenwelle hin und her bewegt werden und steht mit dem nockenseitigen Arm in Kontakt. Eine Überlasteinrichtung befindet sich an der Kipphebelarmanordnung und/oder der Stößelstange. Die Überlasteinrichtung hat eine reduzierte Querschnittsfläche, die kalibriert ist, um bei einer vorher definierten Last auszulösen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft Ventiltriebe und spezieller einen Ventiltrieb mit Überlasteinrichtungen.
Hintergrund
Die Aussagen in diesem Abschnitt bieten lediglich Hintergrundinformationen, die die vorliegende Offenbarung betreffen, und können den Stand der Technik ausmachen oder nicht.
Verbrennungsmotoren weisen typischerweise eine Anordnung von Kolben und Zylindern auf, die sich in einem Motorblock befinden. Bei einem Viertakt-Motor hat jeder Zylinder zumindest zwei Ventile. Diese Ventile steuern den Luftstrom zu den Verbrennungszylindern und sorgen für das Ablassen von Verbrennungsabgasen. Eine einfache Ventilanordnung weist ein Einlassventil und ein Auslassventil auf, die jeweils von einem Ventiltrieb betätigt werden. Der Ventiltrieb weist typischerweise eine Nockenwelle mit Nockenstößeln auf, die die jeweiligen Stößelstangen- und Kipphebel-Anordnungen betätigen. Die Kipphebel-Anordnungen wiederum betätigen jeweilige Einlass- und Auslassventile.
Obwohl unwahrscheinlich ist es möglich, dass während des Betriebs des Ventiltriebs ein Ausfall bei einem der verschiedenen Bauteile auftreten kann. Ein solcher Ausfall könnte ein unzeitiges Ereignis beinhalten. Ein unzeitiges Ereignis kann auftreten, wenn das Einlassventil in einem Mo tor, der eine Zylinder-Deaktivierung verwendet, vor der Aktivierung des Auslassventils unbeabsichtigt reaktiviert wird. Bei diesem Szenarium wird das Einlassventil gezwungen, gegen die Verbrennungs- und Abgase unter großem Druck zu öffnen. Diese Gase können eine Kraft von nicht weniger als 19,5 kN erzeugen und Ausfälle verursachen, bei denen es kostspielig und/oder schwierig ist, Bauteile in dem Ventiltrieb oder dem Motor auszutauschen. Demzufolge ist es wünschenswert, dass der Ventiltrieb derart ausgebildet ist, dass er an kontrollierten Stellen ausfällt, um eine kostspieligere Beschädigung an dem Ventiltrieb und/oder dem Motor während eines unzeitigen Ereignisses zu verhindern.
Zusammenfassung
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Ventiltrieb zur Verwendung in einem Motor vorgesehen. Der Ventiltrieb weist eine Kipphebelarmanordnung mit einem ventilseitigen Arm und einem nockenseitigen Arm auf. Ein Ventil ist mit dem Motor gekoppelt und steht mit dem ventilseitigen Arm in Kontakt. Eine Stößelstange kann durch eine Nockenwelle hin- und herbewegt werden und steht mit dem nockenseitigen Arm in Kontakt. Auf zumindest entweder der Kipphebelarmanordnung oder der Stößelstange ist eine Überlasteinrichtung angeordnet. Die Überlasteinrichtung hat eine reduzierte Querschnittsfläche, die kalibriert ist, um bei einer vorher definierten Last auszulösen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet sich die Überlasteinrichtung an der Stößelstange.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Stößelstange einen ersten Wandabschnitt mit einer ersten Dicke und einen zweiten Wandabschnitt in der Überlasteinrichtung mit einer zweiten Dicke auf, wobei die zweite Dicke geringer ist als die erste Dicke.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet sich der zweite Wandabschnitt nahe an einem Ende der Stößelstange, das mit dem nockenseitigen Hebelarm in Kontakt steht.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Kipphebelarmanordnung eine ringförmige Erweiterung auf, die eine Bohrung definiert, wobei die Überlasteinrichtung einen ersten Schlitz und einen zweiten Schlitz aufweist, die sich an der ringförmigen Erweiterung befinden.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befinden sich der erste Schlitz und der zweite Schlitz an gegenüberliegenden Seiten der ringförmigen Erweiterung.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung reduziert der erste Schlitz die Querschnittsfläche durch die ringförmige Erweiterung um eine erste Größe, wobei der zweite Schlitz eine Querschnittsfläche durch die ringförmige Erweiterung um eine zweite Größe reduziert, die sich von der ersten Größe unterscheidet.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Kipphebelarmanordnung des Weiteren einen Bolzen auf, der die Kipphebelarmanordnung mit dem Motor koppelt, wobei die Überlasteinrichtung an dem Bolzen angeordnet ist.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Bolzen eine zylindrische Welle mit einem Abschnitt mit einer ersten Querschnittsfläche und einem Abschnitt in der Überlasteinrichtung und mit einer zweiten Querschnittsfläche auf, die geringer ist als die erste Querschnittsfläche.
Nach noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kipphebelarmanordnung für die Anwendung in einem Ventiltrieb mit einer Stößelstange und einem Ventil vorgesehen. Die Kipphebelarmanordnung weist ein Kipphebelgehäuse, einen ventilseitigen Arm, der sich vom Kipphebelgehäuse erstreckt und mit dem Ventil in Kontakt steht, und einen nockenseitigen Arm, der sich vom Kipphebelgehäuse gegenüber dem ventilseitigen Arm erstreckt und mit der Stößelstange in Kontakt steht, auf. In dem nockenseitigen Arm befindet sich ein Schlitz und hat eine Größe, die so kalibriert ist, dass der nockenseitige Arm bei einer vorher definierten Last versagen wird.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Schlitz kreisförmig.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befindet sich der kreisförmige Schlitz in einer ersten Oberfläche des Kipphebelarms, wobei die Stößelstange mit einer zweiten Oberfläche des Kipphebelarms gegenüber der ersten Oberfläche in Kontakt steht.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der kreisförmige Schlitz mit der Stößelstange ausgerichtet.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Kipphebelarmanordnung des Weiteren ein Paar Seitenschlitze auf, die sich von dem kreisförmigen Schlitz erstrecken.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstrecken sich die Seitenschlitze von gegenüberliegenden Seiten des kreisförmigen Schlitzes entlang der Länge des zweiten Kipphebelarms.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Kipphebelarmanordnung des Weiteren einen Fluid-Anschluss auf, der in der oberen Oberfläche des zweiten Kipphebelarms ausgebildet ist und sich im kreisförmigen Schlitz befindet.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung tritt ein Ausfall auf, wenn die Stößelstange den kreisförmigen Schlitz des zweiten Kipphebelarms durchstößt.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergreift der zweite Kipphebelarm die Stößelstange, wenn die Stößelstange den kreisförmigen Schlitz im zweiten Kipphebelarm während eines Ausfalls durchstößt.
Weitere Anwendungsbereiche werden anhand der hier bereitgestellten Beschreibung deutlich. Es sollte verständlich sein, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zum Zweck der Veranschaulichung gedacht sind und nicht den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken sollen.
Zeichnungen
Die hier beschriebenen Zeichnungen sind nur für den Zweck der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
1 ist eine Seitenansicht eines Ventiltriebs gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung, die in einem beispielhaften Verbrennungsmotor veranschaulicht ist;
2 ist eine vergrößerte Seitenansicht einer Stößelstange in dem Ventiltrieb der vorliegenden Erfindung;
3A ist eine isometrische Ansicht einer Kipphebelarmanordnung in dem Ventiltrieb der vorliegenden Erfindung;
3B ist eine Querschnittsansicht eines Teils der Kipphebelarmanordnung von 3A in der Richtung der Pfeile 3B-3B;
4 ist eine isometrische Ansicht einer weiteren Kipphebelarmanordnung gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung; und
5 ist eine Seitenansicht eines Bolzens, der in der Kipphebelarmanordnung gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Ausführliche Beschreibung
Die folgende Beschreibung ist in ihrem Wesen lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, den Einsatz oder die Anwendungen nicht einschränken.
Mit Bezug nun auf 1 ist ein Teil eines Verbrennungsmotors veranschaulicht und im Allgemeinen mit der Bezugszahl 10 gekennzeichnet. Der Verbrennungsmotor 10 weist einen Motorblock 12 auf, der mehrere Zylinder 14 definiert, von denen nur einer in 1 veranschaulicht ist. Am oberen Ende des Motorblocks 12 ist ein Zylinderkopf 16 befestigt und definiert zumindest einen Einlass-Durchgang 18A und einen Auslass-Durchgang 18B für jeden Zylinder 14.
Der Verbrennungsmotor 10 weist außerdem einen Ventiltrieb 20 gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung auf. Der Ventiltrieb 20 weist eine Nockenwelle 22 auf, welche in einer Bohrung 24 im Motorblock 12 aufgenommen und zur Rotation darin gelagert wird. Bei dem bereitgestellten besonderen Beispiel sind die Zylinder 14 in einer V-Anordnung angeordnet, wobei sich die Nockenwelle 22 am unteren Ende des "V" befindet. Es sollte jedoch erkannt werden, dass verschiedene andere Anordnungen mit einem Zylinder 14 und einer Nockenwelle 22 mit der vorliegenden Erfindung angewandt werden können.
Der Ventiltrieb 20 weist außerdem eine Stößelstange 26, eine Kipphebelarmanordnung 28 und zumindest ein Einlassventil 29 auf. Die Nockenwelle 22 weist einen Einlassnocken 30 auf, der mit einem hydraulischen Rollenstößel 32 an einem Ende der Stößelstange 26 in Eingriff steht. Die Stößelstange 26 ist an einem gegenüberliegenden Ende davon mit der Kipphebelanordnung 28 gekoppelt. Die Kipphebelanordnung 28 ist wiederum mit dem Einlassventil 29 gekoppelt. Das Einlassventil 29 ist durch ein Vorspannelement 31 vorgespannt, das in dem bereitgestellten besonderen Beispiel als eine Feder veranschaulicht ist.
Während des Betriebs des Ventiltriebs 20 bewegt die Rotation der Nockenwelle 22 und des Einlassnockens 30 den hydraulischen Rollenstößel 32 und die Stößelstange 26 hin und her. Die Stößelstange 26 betätigt dann die Kipphebelanordnung 28, so dass die Kipphebelanordnung 28 auf einer Halterungswelle 33 um eine Schwenkachse 34 schwingt. Die Schwenkachse 34 liegt parallel zur Achse der Nockenwelle 24. Wenn die Kipphebelanordnung 28 durch die sich hin und her bewegende Stößel stange 26 betätigt wird, öffnet und schließt die Kipphebelanordnung 28 das Einlassventil 29. Das Einlassventil 29 steht mit dem Zylinder 14 in Verbindung und ermöglicht den Einlass von Luft in den Zylinder 14, wenn sich die Nockenwelle 22 dreht und die Stößelstange 26 hin und her bewegt.
Mit dem Motor 12 wird außerdem ein Auslass-Ventiltrieb 36 veranschaulicht. Der Auslass-Ventiltrieb 36 weist eine Auslass-Stößelstange 38 auf (deren oberes Ende gezeigt wird), die durch einen Auslass-Nocken 40 auf der Nockenwelle 22 hin und her bewegt wird. Die Auslass-Stößelstange 38 wiederum schwingt einen Auslass-Kipphebelarm 42, welcher ein Auslassventil 44 hin und her bewegt. Der Auslass-Ventiltrieb 36 arbeitet in einer Weise ähnlich dem Ventiltrieb 20, obwohl das Öffnen und Schließen des Auslassventils 44 mit dem Öffnen und Schließen des Paares von Einlassventilen 29 nicht synchron ist.
Mit Bezug auf 2 ist eine vergrößerte Ansicht der Stößelstange 26, die bei dem Ventiltrieb 20 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, veranschaulicht. Wie oben angemerkt ist, ist die Stößelstange 26 mit der Kipphebelarmanordnung 28 an einem Ende und mit dem hydraulischen Rollenstößel 32 an einem gegenüberliegenden Ende gekoppelt. Die Stößelstange 26 ist im Allgemeinen zylindrisch und weist eine Wand 46 auf. Die Wand 46 weist eine innere Oberfläche 48 und eine äußere Oberfläche 50 auf. Die innere Oberfläche 48 der Wand 46 definiert einen inneren Hohlraum 52, der verwendet wird, um es dem hydraulischen Fluid zu ermöglichen, vom hydraulischen Rollenstößel 32 zur Kipphebelarmanordnung 28 zu strömen, obwohl man erkennen sollte, dass die Stößelstange 26 massiv sein kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Wand 46 hat eine durch die Bezugszahl 54 gekennzeichnete erste Dicke in einem gesamten ersten Wandabschnitt 47.
Die Stößelstange 26 weist außerdem eine Überlasteinrichtung 60 auf. Die Überlasteinrichtung 60 weist eine Reduzierung der Dicke der Wand 46 der Stößelstange 26 entlang eines zweiten Wandabschnitts 49 der Stößelstange 26 auf. Demzufolge hat die Wand 46 der Überlasteinrichtung 60 eine zweite Dicke, die durch Bezugszahl 62 gekennzeichnet ist, durch den zweiten Wandabschnitt 49, die geringer ist als die erste Dicke 54. Auf diese Weise ist die Querschnittsfläche durch die Überlasteinrichtung 60 geringer als die Querschnittsfläche durch den Rest der Stößelstange 26. Bei dem bereitgestellten besonderen Beispiel ist die Dicke der Wand 46 durch die Überlasteinrichtung 60 reduziert, indem Material von der äußeren Oberfläche 50 der Wand 46 entfernt wird. Alternativ kann die Dicke der Wand 46 durch die Überlasteinrichtung 60 reduziert werden, indem Material von der inneren Oberfläche 48 der Wand 46 entfernt wird. Die Überlasteinrichtung 60 wirkt als eine "Sicherung" für den Ventiltrieb 20. Spezieller hat die reduzierte Querschnittsfläche der Wand 46 an der Überlasteinrichtung 60 (der zweite Wandabschnitt 49) eine Druckfestigkeit, die geringer ist als die der Wand 46 entlang dem Rest der Stößelstange 26 (dem ersten Wandabschnitt 47). Wenn die Stößelstange 26 einer vorher definierten Druckbelastung oder Druckkraft ausgesetzt wird, die die Festigkeit der Stößelstange 26 durch die Überlasteinrichtung 60 übersteigt, wird dann demzufolge die Überlasteinrichtung 60 ausgelöst, wobei die Stößelstange 26 an einem Punkt innerhalb der Überlasteinrichtung 60 getrennt oder verbogen wird. Die Last oder Kraft an der Überlasteinrichtung 60, die zu einem Auslösen führt, kann durch Einstellen der Querschnittsfläche der Wand 46 an der Überlasteinrichtung 60 kalibriert werden. Die Überlasteinrichtung 60 ist vorzugsweise nahe der Kipphebelarmanordnung 28 angeordnet, so dass während des Auslösens der Überlasteinrichtung 60 die Stößelstange 26 aus dem Motor 10 mit minimaler Mühe herausgezogen werden kann.
Nun 3A und 3B zugewandt wird eine vergrößerte Ansicht der Kipphebelarmanordnung 28, die in dem Ventiltrieb 20 verwendet wird, bereitgestellt. Die Kipphebelarmanordnung 28 weist ein Kipphebel-Gehäuse 70 mit einem Paar ringförmigen Erweiterungen 71 auf, die eine zylindrische Bohrung 72 definieren. Die zylindrische Bohrung 72 ist so dimensioniert, dass sie die Halterungswelle 33 darin aufnimmt (siehe 1). Vom Kipphebelgehäuse 70 erstrecken sich zwei Hebelarme und weisen einen ersten oder ventilseitigen Hebelarm 74 und einen zweiten oder nockenseitigen Hebelarm 76 auf. Der ventilseitige Hebelarm 74 und der nockenseitige Hebelarm 76 erstrecken sich von gegenüberliegenden Seiten des Kipphebelgehäuses 70. Der ventilseitige Hebelarm 74 ist mit dem Einlassventil 29 gekoppelt (1). Der nockenseitige Hebelarm 76 weist eine obere Oberfläche 78 und eine untere Oberfläche 80 auf. Die Stößelstange 26 (1) ist mit dem nockenseitigen Hebelarm 76 an der unteren Oberfläche 80 verbunden. Ein Fluid-Anschluss 82 erstreckt sich durch den nockenseitigen Hebelarm 76 und wirkt mit der Stößelstange 26 zusammen, um ein hydraulisches Fluid wie Öl von dem hydraulischen Rollenstößel 32 durch die Stößelstange 26 zur Kipphebelarmanordnung 28 weiter zu leiten.
Die Kipphebelarmanordnung 28 weist des Weiteren eine Überlasteinrichtung 84 auf, die sich am nockenseitigen Hebelarm 76 befindet. Die Überlasteinrichtung 84 weist einen kreisförmigen Schlitz 86 auf, der in der oberen Oberfläche 78 des nockenseitigen Hebelarms 76 ausgebildet ist. Der kreisförmige Schlitz 86 umgibt den Fluid-Anschluss 82 und ist so positioniert, dass der kreisförmige Schlitz 86 mit dem Ende der Stößelstange 26 an der unteren Oberfläche 80 des nockenseitigen Hebelarms 76 annähernd ausgerichtet ist. Ein Paar Seitenschlitze 88A und 88B erstrecken sich von dem kreisförmigen Schlitz 86 an gegenüberliegenden Seiten nach außen. Die Seitenschlitze 88A und 88B sind vorzugsweise so positioniert, dass sie sich entlang der Länge des nockenseitigen Hebelarms 76 erstre cken. Bei dem bereitgestellten besonderen Beispiel erstreckt sich der Seitenschlitz 88A zu einem Ende oder einer Spitze des nockenseitigen Hebelarms 76, wobei sich der Seitenschlitz 88B zum Kipphebelgehäuse 70 erstreckt. Die Überlasteinrichtung 84 wirkt als eine "Sicherung" für den Ventiltrieb 20. Spezieller wirken die Schlitze 86, 88A und 88B zusammen, um die Querschnittsfläche des nockenseitigen Hebelarms 76 zu reduzieren, wobei dadurch die Festigkeit des nockenseitigen Hebelarms 76 durch jene Querschnittsfläche reduziert wird. Wenn die Stößelstange 26 einer vorher definierten Druckbelastung ausgesetzt wird, die die Festigkeit des nockenseitigen Hebelarms 76 an der Überlasteinrichtung 84 übersteigt, dann wird dementsprechend die Überlasteinrichtung 84 ausgelöst, wobei die Stößelstange 26 den nockenseitigen Hebelarm 76 in der Nähe des kreisförmigen Schlitzes 86 durchschlagen wird. Der nockenseitige Hebelarm 76 wird vorzugsweise außerdem zwischen dem Seitenschlitz 88B und dem Kipphebelgehäuse 70 getrennt oder verbogen. Während eines derartigen Auslösens wird der nockenseitige Hebelarm 76 die Stößelstange 26 ergreifen, wenn die Stößelstange 26 den nockenseitigen Hebelarm 76 durchstößt, wobei dadurch verhindert wird, dass die Stößelstange 26 in dem Motor 10 frei wird. Die Tiefen oder Größen der Schlitze 86, 88A und 88B in dem nockenseitigen Hebelarm 76 können so dimensioniert sein, dass die Stößelstange 26 den nockenseitigen Hebelarm 76 mit einer kalibrierten, vorher definierten Last oder Kraft durchstößt.
Mit Bezug auf 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Kipphebelarmanordnung 28 gemäß 3 veranschaulicht und durch Bezugszahl 90 gekennzeichnet. Die Kipphebelarmanordnung 90 ist im Wesentlichen zu der Kipphebelarmanordnung 28 ähnlich und weist ein Kipphebelgehäuse 22, ein Paar ringförmiger Erweiterungen 94A und 94B, die eine zylindrische Bohrung 95 definieren, einen ventilseitigen Hebelarm 96 und einen nockenseitigen Hebelarm 98 auf. Die Kipphebelarmanordnung 90 ist des Weiteren mit einer beispielhaften Lageranordnung 100 und einer beispielhaften Halterungswelle 102 veranschaulicht, die sich in der zylindrischen Bohrung 95 befinden.
Die Kipphebelarmanordnung 90 weist außerdem eine Überlasteinrichtung 104 auf, die sich an der ringförmigen Erweiterung 94A befindet. Es sollte erkannt werden, dass die Überlasteinrichtung 104 alternativ an der ringförmigen Erweiterung 94B oder an beiden ringförmigen Erweiterungen 94A und 94B angeordnet sein kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Überlasteinrichtung 104 weist einen ersten Schlitz 106A und einen zweiten Schlitz 106B auf. Die Schlitze 106A und 106B befinden sich an gegenüberliegenden Seiten der ringförmigen Erweiterung 94A. Jeder Schlitz 106A und 106B erstreckt sich von einem äußeren Rand 107 der ringförmigen Erweiterung 94A radial nach innen zur Schwenkachse 34. Die Schlitze 106A und 106B reduzieren eine Wanddicke der ringförmigen Erweiterung 94A um eine vorher definierte Größe. Die Überlasteinrichtung 104 wirkt als eine "Sicherung" für den Ventiltrieb 20. Spezieller hat die reduzierte Querschnittsfläche der ringförmigen Erweiterung 94A an der Überlasteinrichtung 104 eine Festigkeit, die geringer ist als die vom Rest der ringförmigen Erweiterung 94A. Wenn während eines unzeitigen Ereignisses die Stößelstange 26 die Kipphebelarmanordnung 90 einer Belastung oder Kraft aussetzt, die die Festigkeit der ringförmigen Erweiterung 94A durch die Überlasteinrichtung 104 übersteigt, dann wird demzufolge die Überlasteinrichtung 104 ausgelöst, wobei dementsprechend die ringförmige Erweiterung 94A an einem Punkt in der Überlasteinrichtung 104 getrennt oder verbogen wird. Die Größe der Last oder Kraft, die zu einem Auslösen an der Überlasteinrichtung 104 führt, kann durch Einstellen der Tiefe und Größe der Schlitze 106A und 106B kalibriert werden, die wiederum die Querschnittsfläche durch die ringförmige Erweiterung 94A und daher die Festigkeit durch die Querschnittsflä che ändern. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die Schlitze 106A und 106B unterschiedliche Tiefen und Größen, so dass der erste Schlitz 106A die Querschnittsfläche oder Wanddicke der ringförmigen Erweiterung 94A um eine erste Größe reduziert, wobei der zweite Schlitz 106B die Querschnittsfläche oder Wanddicke der ringförmigen Erweiterung 94A um eine zweite Größe reduziert, die sich von der ersten Größe unterscheidet. Demzufolge wird die ringförmige Erweiterung 94A an einem der Schlitze 106A oder 106B getrennt, bevor der andere getrennt wird. Daher wird die ringförmige Erweiterung 94A befestigt bleiben, ganz gleich welche der Querschnittsflächen durch die Schlitze 106A oder 106B eine größere Festigkeit hat. Dieses Merkmal verhindert, dass ein Teil der ringförmigen Erweiterung 94A von der Kipphebelarmanordnung 28 vollständig frei wird und sich lose im Motor 10 bewegt.
Nun 5 zugewandt ist ein Mittelbolzen, der in den Kipphebelarmanordnungen 28 und 90 in 3 und 4 verwendet wird, im Allgemeinen durch Bezugszahl 110 gekennzeichnet. Der Mittelbolzen 110 erstreckt sich durch die Mittelachse 102 (4) und koppelt die Kipphebelarmanordnungen 28 und 90 mit dem Motor 10 (1). Der Mittelbolzen 110 weist eine zylindrische Welle 112 auf, die sich zwischen einem verengten Spitzenteil 114 und einem Kopfteil 116 erstreckt. Die zylindrische Welle 112 hat einen ersten Durchmesser, der durch Bezugszahl 118 gekennzeichnet ist.
Der Mittelbolzen 110 weist des Weiteren eine Überlasteinrichtung 120 auf, das sich an der zylindrischen Welle 112 befindet. Die Überlasteinrichtung 120 weist eine Reduzierung im Durchmesser der zylindrischen Welle 112 auf. Dementsprechend hat die zylindrische Welle 112 durch die Überlasteinrichtung 120 einen zweiten Durchmesser, der durch Bezugszahl 122 gekennzeichnet ist, der geringer ist als der erste Durchmesser 118, so dass die Querschnittsfläche durch die Überlasteinrichtung 120 geringer ist als die Querschnittsfläche durch den Rest der zylindrischen Welle 112. Die Überlasteinrichtung 120 wirkt als eine "Sicherung" für den Ventiltrieb 20. Spezieller hat die reduzierte Querschnittsfläche der zylindrischen Welle 112 an der Überlasteinrichtung 120 eine Festigkeit, die geringer ist als die entlang dem Rest der zylindrischen Welle 112. Wenn während eines unzeitigen Ereignisses die Stößelstange 26 die Kipphebelarmanordnung 90 und daher den Mittelbolzen 110 einer Belastung oder Kraft aussetzt, die die Festigkeit des Mittelbolzens 110 durch die Überlasteinrichtung 120 übersteigt, dann wird dementsprechend die Überlasteinrichtung ausgelöst, wobei demzufolge der Mittelbolzen 110 an einem Punkt innerhalb der Überlasteinrichtung 120 gebrochen oder getrennt wird. Die Größe der Last oder Kraft, die zu einem Auslösen der Überlasteinrichtung 120 führt, kann durch Einstellen der Querschnittsfläche der zylindrischen Welle 112 an der Überlasteinrichtung 120 kalibriert werden.
Vorzugsweise wird nur eine der Überlasteinrichtungen 60, 84, 104 und 120, die in allen verschiedenen Ansichten beschrieben sind, in jeder beliebigen Anwendung eingesetzt. Es sollte jedoch erkannt werden, dass eine beliebige Anzahl oder Kombination angewandt werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Beschreibung der Erfindung ist im Wesen lediglich beispielhaft, wobei Variationen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, im Umfang der Erfindung liegen sollen. Derartige Variationen sollen nicht als eine Abweichung von Geist und Umfang der Erfindung angesehen werden.

Claims

Ventiltrieb zur Anwendung in einem Motor, der umfasst: eine Stößelstange mit einem ersten Ende in Kontakt mit einer Nockenwelle und einem zweiten Ende; eine Kipphebelarmanordnung mit einem ersten Arm in Kontakt mit dem zweiten Ende der Stößelstange und einem zweiten Arm; ein Ventil, das durch den zweiten Arm der Kipphebelarmanordnung betätigt werden kann; und eine Überlasteinrichtung, die sich auf zumindest der Kipphebelarmanordnung oder der Stößelstange befindet, wobei die Überlasteinrichtung kalibriert ist, um bei einer vorher definierten Last auszulösen.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei die Überlasteinrichtung an der Stößelstange angeordnet ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 2, wobei die Stößelstange einen ersten Wandabschnitt mit einer ersten Dicke umfasst und die Überlasteinrichtung einen zweiten Wandabschnitt mit einer zweiten Dicke umfasst und wobei die zweite Dicke geringer ist als die erste Dicke.
Ventiltrieb nach Anspruch 3, wobei der zweite Wandabschnitt nahe dem zweiten Ende der Stößelstange angeordnet ist, das mit dem ersten Arm der Kipphebelarmanordnung in Kontakt steht.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei die Kipphebelarmanordnung eine ringförmige Erweiterung aufweist und die Überlasteinrichtung an der ringförmigen Erweiterung angeordnet ist und einen ersten Schlitz und einen zweiten Schlitz aufweist, die eine Wanddicke der ringförmigen Erweiterung reduzieren.
Ventiltrieb nach Anspruch 5, wobei sich der erste Schlitz und der zweite Schlitz der Überlasteinrichtung an gegenüberliegenden Seiten der ringförmigen Erweiterung befinden.
Ventiltrieb nach Anspruch 6, wobei der erste Schlitz die Wanddicke der ringförmigen Erweiterung um eine Größe reduziert, die sich von der Größe unterscheidet, um die sie durch den zweiten Schlitz reduziert ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei die Kipphebelarmanordnung des Weiteren einen Bolzen aufweist, der die Kipphebelarmanordnung mit dem Motor koppelt, und wobei die Überlasteinrichtung an dem Bolzen angeordnet ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 8, wobei der Bolzen eine zylindrische Welle umfasst, die einen Abschnitt mit einer ersten Querschnittsfläche und einen Abschnitt in der Überlasteinrichtung und mit einer zweiten Querschnittsfläche aufweist, die geringer ist als die erste Querschnittsfläche.
Kipphebelarmanordnung zur Verwendung in einem Ventiltrieb mit einer Stößelstange und einem Ventil, wobei die Kipphebelarmanordnung umfasst: ein Kipphebelgehäuse; einen ersten Arm, der sich von dem Kipphebelgehäuse erstreckt und mit dem Ventil in Kontakt steht; einen zweiten Arm, der sich von dem Kipphebelgehäuse gegenüber dem ersten Arm erstreckt, wobei der zweite Arm mit der Stößelstange in Kontakt steht; und einen Schlitz, der sich im zweiten Arm befindet, mit einer Größe, die so kalibriert ist, dass der zweite Arm bei einer vorher definierten Last getrennt wird.
Kipphebelarmanordnung nach Anspruch 10, wobei der Schlitz kreisförmig ist.
Kipphebelarmanordnung nach Anspruch 11, wobei sich der kreisförmige Schlitz in einer ersten Oberfläche des zweiten Arms befindet und die Stößelstange mit einer zweiten Oberfläche des zweiten Arms gegenüber der ersten Oberfläche in Kontakt steht.
Kipphebelarmanordnung nach Anspruch 12, wobei der kreisförmige Schlitz mit der Stößelstange ausgerichtet ist.
Kipphebelarmanordnung nach Anspruch 13, des Weiteren mit einem Paar Seitenschlitzen, das sich von dem kreisförmigen Schlitz erstreckt.
Kipphebelarmanordnung nach Anspruch 14, wobei sich die Seitenschlitze von gegenüberliegenden Seiten des kreisförmigen Schlitzes entlang der Länge des zweiten Arms erstrecken.
Kipphebelarmanordnung nach Anspruch 15, des Weiteren mit einem Fluid-Anschluss, der in der oberen Oberfläche des zweiten Arms ausgebildet ist und sich in dem kreisförmigen Schlitz befindet.
Kipphebelarmanordnung nach Anspruch 16, wobei der zweite Arm getrennt wird, wenn die Stößelstange den kreisförmigen Schlitz des zweiten Arms durchstößt.
Kipphebelarmanordnung nach Anspruch 17, wobei der zweite Arm die Stößelstange ergreift, wenn die Stößelstange den kreisförmigen Schlitz im zweiten Arm durchstößt.