DE102011116439A1 - Valve train device for internal combustion engine of motor car, has adjustment device provided for adjustment of full-variable valve and comprising adjustment element, and rocker arms connected to element and moved with respect to cam shaft - Google Patents

Valve train device for internal combustion engine of motor car, has adjustment device provided for adjustment of full-variable valve and comprising adjustment element, and rocker arms connected to element and moved with respect to cam shaft Download PDF

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Abstract

The device has a cam shaft (10) comprising a cam (11) for operation of a gas exchange valve (12). Multiple pivotably mounted tilting- or rocker arms (13) tap a cam contour of the cam and comprise a valve operating element (14) that is actively connected with the gas exchange valve. An adjustment device (15) is provided for lift adjustment of a full-variable valve, and comprises a movable adjustment element (16). The arms are pivotably connected to the adjustment element and moved with respect to the cam shaft. The adjustment device adjusts space between the cam and an outlet contour (19).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a valve drive device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2007 048 931 A1 ist bereits eine Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Nockenwelle, die wenigstens einen Nocken zur Betätigung eines Gaswechselventils aufweist, mit zumindest einem verschwenkbar gelagerten Kipp- oder Schlepphebel, der zum Abgriff einer Nockenkontur des zumindest einen Nockens vorgesehen ist und der ein Ventilbetätigungselement zur Wirkverbindung mit dem Gaswechselventil aufweist, und mit einer Verstelleinrichtung, die für eine vollvariable Ventilhubumstellung vorgesehen ist, bekannt.From the DE 10 2007 048 931 A1 is already a valve train device for an internal combustion engine, with at least one camshaft having at least one cam for actuating a gas exchange valve, with at least one pivotally mounted rocker or rocker arm, which is provided for tapping a cam contour of the at least one cam and a valve actuating element for operative connection with the gas exchange valve, and with an adjusting device which is provided for a fully variable valve lift change, known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Ventiltriebvorrichtung bereitzustellen, die einfach in bestehende Motorkonzepte integriert werden kann. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of providing a valve drive device that can be easily integrated into existing engine concepts. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung geht aus von einer Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Nockenwelle, die wenigstens einen Nocken zur Betätigung eines Gaswechselventils aufweist, mit zumindest einem verschwenkbar gelagerten Kipp- oder Schlepphebel, der zum Abgriff einer Nockenkontur des zumindest einen Nockens vorgesehen ist und der ein Ventilbetätigungselement zur Wirkverbindung mit dem Gaswechselventil aufweist, und mit einer Verstelleinrichtung, die für eine vollvariable Ventilhubumstellung vorgesehen ist.The invention relates to a valve drive device for an internal combustion engine, with at least one camshaft having at least one cam for actuating a gas exchange valve, with at least one pivotally mounted rocker or rocker arm, which is provided for tapping a cam contour of the at least one cam and a Having valve actuating element for operative connection with the gas exchange valve, and with an adjusting device which is provided for a fully variable valve lift changeover.

Es wird vorgeschlagen, dass die Verstelleinrichtung ein bewegbares Einstellelement aufweist, an das der Kipp- oder Schlepphebel verschwenkbar angebunden ist, und dazu vorgesehen ist, den Kipp- oder Schlepphebel zumindest relativ zu der Nockenwelle zu bewegen. Dadurch kann eine konstruktiv besonders einfache vollvariable Ventilhubumstellung realisiert werden. Insbesondere kann dadurch eine hohe Bauteilähnlichkeit mit Ventiltriebvorrichtungen, die zwar einen Kipp- oder Schlepphebel, aber keine vollvariable Ventilhubumstellung aufweisen, erreicht, wodurch eine erfindungsgemäße Ventiltriebvorrichtung einfach in bestehende Motorkonzepte integriert werden kann. Unter einem „Kipp- oder Schlepphebel” soll dabei ein Bauteil verstanden werden, das eine definierte Schwenkachse, einen Nockenfolger und ein Ventilbetätigungselement aufweist, wobei der Kipp- oder Schlepphebel von der Nockenwelle im Bereich des Nockenfolgers mit einer Kraft beaufschlagt wird, aufgrund derer er eine Bewegung um die Schwenkachse durchführt, die mittels des Ventilbetätigungselements auf das Gaswechselventil übertragen wird und zu einer Betätigung des Gaswechselventils führt. Unter einem „Kipphebel” soll insbesondere ein Hebel verstanden werden, bei dem die Schwenkachse räumlich zwischen dem Nockenfolger und dem Ventilbetätigungselement angeordnet ist. Unter einem „Schwenkhebel” soll insbesondere ein Hebel verstanden werde, bei dem der Nockenfolger räumlich zwischen der Schwenkachse und dem Ventilbetätigungselement angeordnet ist. Unter einer „vollvariablen Ventilhubumschaltung” soll insbesondere eine Ventilhubumschaltung verstanden werden, die zumindest für eine Veränderung einer Ventilöffnungsdauer und/oder eines Ventilhubs vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Verstelleinrichtung dazu vorgesehen, die Ventilöffnungsdauer und/oder den Ventilhub kontinuierlich zu verändern, d. h. nicht in diskreten, umschaltbaren Schritten. Unter „relativ zu der Nockenwelle” soll insbesondere verstanden werden, dass die Verstelleinrichtung dazu vorgesehen ist, den Kipp- oder Schlepphebel mit einer Bewegung zu beaufschlagen, durch die ein Abstand zwischen der Nockenwelle und dem Nockenfolger der Nockenwelle an dem Kipp- oder Schwenkhebel verändert wird und/oder durch die die Schwenkachse, um die der Kipp- oder Schwenkhebel bei einer Betätigung des Gaswechselventils gekippt oder geschwenkt wird, relativ zu der Nockenwelle verschoben wird. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.It is proposed that the adjusting device has a movable adjusting element, to which the tilting or towing lever is pivotably connected, and is provided to move the tilting or rocker arm at least relative to the camshaft. As a result, a structurally particularly simple fully variable valve lift changeover can be realized. In particular, this can achieve a high component similarity with valve drive devices, which indeed have a tilting or drag lever, but no fully variable valve lift changeover, as a result of which a valve drive device according to the invention can be easily integrated into existing engine concepts. A "tilt or drag lever" is to be understood as a component having a defined pivot axis, a cam follower and a valve operating member, wherein the rocker or rocker arm is acted upon by the camshaft in the region of the cam follower with a force on the basis of which he Movement about the pivot axis performs, which is transmitted by means of the valve operating member to the gas exchange valve and leads to an actuation of the gas exchange valve. A "rocker arm" is to be understood in particular a lever in which the pivot axis is arranged spatially between the cam follower and the valve actuating element. A "pivot lever" is to be understood in particular a lever in which the cam follower is arranged spatially between the pivot axis and the valve actuating element. A "fully variable valve lift changeover" is to be understood in particular as a valve lift changeover, which is provided at least for a change in a valve opening duration and / or a valve lift. Preferably, the adjusting device is provided to continuously change the valve opening duration and / or the valve lift, d. H. not in discrete, switchable steps. By "relative to the camshaft" is to be understood in particular that the adjusting device is provided to act on the tilting or drag lever with a movement by which a distance between the camshaft and the cam follower of the camshaft on the tilting or pivoting lever is changed and / or by which the pivot axis about which the tilting or pivoting lever is tilted or pivoted upon actuation of the gas exchange valve is displaced relative to the camshaft. "Provided" is to be understood in particular specially programmed, equipped and / or designed.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der Kipp- oder Schlepphebel einen Nockenfolger mit einer Ablaufkontur aufweist, die zur Wirkverbindung mit der Nockenwelle vorgesehen ist. Dadurch kann eine Verstellung für den Ventilhub einfach in Abhängigkeit von der Bewegung des Kipp- oder Schlepphebels entlang einer Haupterstreckungsrichtung definiert werden. Unter einer „Haupterstreckungsrichtung des Kipp- oder Schlepphebels” soll dabei insbesondere eine Richtung verstanden werden, entlang der die Schwenkachse, der Nockenfolger und das Ventilbetätigungselement hintereinander liegen. Unter einem „Nockenfolger” soll dabei insbesondere ein fest mit dem Kipp- oder Schlepphebel verbundenes oder einstückig ausgeführtes Bauteil verstanden werden, das für eine direkte Verbindung, vorzugsweise mittels einer Gleitfläche, mit der Nockenwelle vorgesehen ist. Unter einer „Ablaufkontur” soll dabei insbesondere eine Kontur an einer Oberfläche des Kipp- oder Schlepphebels verstanden werden, die unterschiedliche Bereiche zur Wirkverbindung mit der Nockenwelle aufweist und die vorzugsweise eine Länge aufweist, die zumindest gleich groß ist wie eine Strecke, entlang der der Kipp- oder Schlepphebel mittels der Verstelleinrichtung bewegbar ist.It is further proposed that the tilting or drag lever has a cam follower with a drain contour, which is provided for operative connection with the camshaft. As a result, an adjustment for the valve lift can be defined simply as a function of the movement of the tilting or drag lever along a main extension direction. A "main extension direction of the tilting or drag lever" should be understood to mean, in particular, a direction along which the pivot axis, the cam follower and the valve actuating element lie one behind the other. A "cam follower" is to be understood in particular as a component fixedly connected to the tilting or drag lever or designed in one piece, which is provided with the camshaft for a direct connection, preferably by means of a sliding surface. A "run-out contour" should be understood to mean in particular a contour on a surface of the tilting or towing lever, which has different areas for operative connection with the camshaft and which preferably has a length which is at least equal to a distance along which the tilt - Or drag lever is movable by means of the adjusting device.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Verstelleinrichtung dazu vorgesehen ist, einen Abstand zwischen dem Nocken und der Ablaufkontur zu verändern. Dadurch kann der Ventilhub besonders vorteilhaft verstellt werden. Insbesondere kann dadurch auch eine komplette Ventilabschaltung realisiert werden, d. h. das Gaswechselventil, das als Einlassventil oder Auslassventil ausgebildet sein kann, bleibt bei einer Drehung der Nockenwelle unbetätigt. Unter einem „Abstand zwischen dem Nocken und der Ablaufkontur” soll insbesondere ein minimaler Abstand zwischen einer Drehachse der Nockenwelle und dem Nockenfolger verstanden werden.It is also proposed that the adjusting device is provided to change a distance between the cam and the drainage contour. As a result, the valve lift can be adjusted particularly advantageous. In particular, it can also a complete valve shutdown can be realized, ie the gas exchange valve, which may be formed as an inlet valve or exhaust valve remains unactuated upon rotation of the camshaft. A "distance between the cam and the drain contour" is to be understood in particular a minimum distance between an axis of rotation of the camshaft and the cam follower.

Besonders vorteilhaft ist die Ablaufkontur als angepasste Kontur gemäß der Verschwenkbewegung der Verstelleinrichtung gekrümmt, beispielsweise konkav. Dadurch kann zumindest eine Komponente einer Bewegung des Kipp- oder Schlepphebels, insbesondere die Komponente, die bei einer Verschwenkbewegung ungewollt ist, bei der Verstellung durch die Verstelleinrichtung kompensiert werden, wodurch eine besonders genaue Einstellung des Ventilhubs durch die Verstelleinrichtung realisiert werden kann, insbesondere auch wenn die Verstelleinrichtung eine Verschwenkbewegung mit einer ungewollten senkrechten Bewegungskomponente entlang der Haupterstreckungsrichtung bewirkt.Particularly advantageously, the drain contour is curved as an adapted contour according to the pivoting movement of the adjusting, for example, concave. As a result, at least one component of a movement of the tilting or drag lever, in particular the component which is unintentional during a pivoting movement, can be compensated during the adjustment by the adjusting device, whereby a particularly accurate adjustment of the valve lift can be realized by the adjusting device, especially if the adjustment causes a pivoting movement with an unwanted vertical movement component along the main extension direction.

Zudem wird vorgeschlagen, dass das Ventilbetätigungselement eine konvex gekrümmte Kontur aufweist, die an eine Verschwenkbewegung der Verstelleinrichtung angepasst ist und die dazu vorgesehen ist, eine Bewegung des Kipp- oder Schlepphebels relativ zu dem Gaswechselventil bei einer Verstellung mittels der Verstelleinrichtung zu kompensieren. Dadurch kann erreicht werden, dass eine Anlage des Kipp- oder Schwenkhebels an dem Gaswechselventil unabhängig von einer Einstellung des Kipp- oder Schwenkhebels stets zu einer exakten Betätigung des Gaswechselventils führt, wodurch für die Verstellung des Ventilhubs lediglich eine Wechselwirkung zwischen der Nockenwelle und dem Nockenfolger wirksam ist und die Anlage des Kipp- oder Schwenkhebels an dem Gaswechselventil für die Einstellung des Ventilhubs unberücksichtigt bleiben kann. Zwischen dem Kipp- oder Schwenkhebel und dem Gaswechselventil können dabei in herkömmlicher Weise Spielausgleichselemente angeordnet sein, deren Wirkweise gegenüber einer Ventiltriebvorrichtung ohne erfindungsgemäße Verstelleinrichtung unverändert ist.In addition, it is proposed that the valve actuating element has a convexly curved contour, which is adapted to a pivoting movement of the adjusting device and which is intended to compensate for movement of the tilting or drag lever relative to the gas exchange valve in an adjustment by means of the adjusting device. It can thereby be achieved that a system of tilting or pivoting lever on the gas exchange valve regardless of a setting of the tilting or pivoting lever always leads to a precise actuation of the gas exchange valve, whereby for the adjustment of the valve lift only an interaction between the camshaft and the cam follower effectively is and the system of tilting or pivoting lever can be disregarded at the gas exchange valve for adjusting the valve lift. Between the tilting or pivoting lever and the gas exchange valve play compensation elements can be arranged in a conventional manner, the mode of action is unchanged compared to a valve drive device without adjusting device according to the invention.

Vorzugsweise ist die Ablaufkontur entlang der Haupterstreckungsrichtung des Kipp- oder Schlepphebels räumlich zwischen einer Schwenkachse des Kipp- oder Schlepphebels und dem Ventilbetätigungselement angeordnet, wodurch der Kipp- oder Schlepphebel als ein Schlepphebel ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Anordnung für die Verstelleinrichtung erreicht werden. Unter „zwischen” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass der als Schlepphebel ausgebildete Kipp- oder Schlepphebel an einem Ende verschwenkbar gelagert ist und an einem Ende das Ventilbetätigungselement aufweist, wobei der Nockenfolger in einem mittleren Bereich des Schlepphebels angeordnet ist. Insbesondere ist aber auch eine Ausbildung des Kipp- und Schlepphebels als Kipphebel denkbar, bei dem der Nockenfolger an einem Ende und das Ventilbetätigungselement am anderen Ende angeordnet ist und der Kipphebel in einem mittleren Bereich schwenkbar gelagert ist.Preferably, the drain contour along the main extension direction of the rocker or rocker arm is spatially arranged between a pivot axis of the rocker or rocker arm and the valve operating member, whereby the tilting or drag lever is designed as a drag lever. As a result, a particularly advantageous arrangement for the adjusting device can be achieved. The term "between" is intended to mean, in particular, that the rocker or rocker arm designed as a rocker arm is pivotably mounted at one end and has the valve actuating element at one end, wherein the cam follower is arranged in a middle region of the rocker arm. In particular, however, a design of the tilting and drag lever as a rocker arm is conceivable in which the cam follower is arranged at one end and the valve actuating element at the other end and the rocker arm is pivotally mounted in a central region.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Verstelleinrichtung zur Ausbildung des Einstellelements einen Exzenter aufweist, an den der Kipp- oder Schlepphebel verschwenkbar angebunden ist. Dadurch kann eine besonders einfache Verstelleinrichtung bereitgestellt werden. Unter einem „Exzenter, an den der Kipp- oder Schlepphebel verschwenkbar angebunden ist” soll insbesondere eine verschwenkbare Anbindung des Kipp- oder Schlepphebels an ein um eine Rotationsachse drehbares Bauteil verstanden werden, wobei die Anbindung radial gegenüber der Rotationsachse versetzt ist. Grundsätzlich ist aber auch eine andere Ausgestaltung der Verstelleinrichtung, die dazu vorgesehen ist, das Einstellelement rotatorisch und/oder translatorisch zu verstellen, denkbar.It is also proposed that the adjusting device for forming the adjusting element has an eccentric to which the tilting or drag lever is connected pivotably. As a result, a particularly simple adjusting device can be provided. An "eccentric to which the rocker arm or rocker arm is connected in a pivotable manner" is intended in particular to be understood as meaning a pivotable connection of the rocker or rocker arm to a component rotatable about a rotation axis, wherein the connection is offset radially with respect to the axis of rotation. Basically, however, another embodiment of the adjusting device, which is intended to adjust the adjustment rotatory and / or translational, conceivable.

Außerdem wird eine Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung vorgeschlagen.In addition, an automotive internal combustion engine is proposed with a valve drive device according to the invention.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine perspektivische Darstellung eines Schlepphebels einer erfindungsgemäßen Ventiltriebvorrichtung und 1 a perspective view of a finger lever of a valve drive device according to the invention and

2 den Schlepphebel in einer schematisierten Seitenansicht. 2 the drag lever in a schematic side view.

Die 1 und 2 zeigen eine Ventiltriebvorrichtung einer Brennkraftmaschine. Die Ventiltriebvorrichtung umfasst eine Nockenwelle 10, die mittels eines nicht näher dargestellten Nockenwellenantriebs mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist. Weiter umfasst die Ventiltriebvorrichtung eine Mehrzahl von Schlepphebeln 13. In den Figuren ist lediglich einer der Schlepphebel 13 dargestellt, auf den in der folgenden Beschreibung auch jeweils Bezug genommen wird. Die restlichen Schlepphebel sind gleich ausgebildet. Alternativ ist anstelle einer Ausgestaltung mit den Schlepphebeln 13 auch eine äquivalente Ausgestaltung mit Kipphebeln denkbar. Es kann auch pro Ventil eine Verstelleinrichtung angebracht sein, z. B. für einen Zylinderabschaltbetrieb.The 1 and 2 show a valve drive device of an internal combustion engine. The valve drive device comprises a camshaft 10 , which is connected by means of a camshaft drive, not shown, with a crankshaft of the internal combustion engine. Furthermore, the valve drive device comprises a plurality of drag levers 13 , In the figures, only one of the drag levers 13 to which reference will also be made in the following description. The remaining drag levers are the same. Alternatively, instead of an embodiment with the finger levers 13 also an equivalent embodiment with rocker arms conceivable. It can also be attached per valve adjusting, z. B. for a Zylinderabschaltbetrieb.

Die Nockenwelle 10 weist wenigstens einen Nocken 11 auf, der zur Betätigung eines Gaswechselventils 12 vorgesehen ist und der eine Nockenkontur aufweist, die eine Betätigungscharakteristik für das Gaswechselventil 12 definiert. Der Schlepphebel 13 ist zum Abgriff der Nockenkontur des Nockens 11 vorgesehen und weist ein Ventilbetätigungselement 14 zur Wirkverbindung mit dem Gaswechselventil 12 auf. Das Gaswechselventil 12, das grundsätzlich als ein Einlassventil oder ein Auslassventil ausgebildet sein kann, ist vorzugsweise auf einer Einlassseite der Brennkraftmaschine angeordnet. Zur Realisierung einer Zylinderabschaltung oder einer sonstigen Regelung einer Verbrennung durch die Gaswechselventile 12 ist aber beispielsweise auch eine Anordnung auf der Einlassseite und auf der Auslassseite denkbar.The camshaft 10 has at least one cam 11 on, for operating a gas exchange valve 12 is provided and having a cam contour having an operating characteristic for the gas exchange valve 12 Are defined. The rocker arm 13 is for tapping the cam contour of the cam 11 provided and has a valve actuating element 14 for operative connection with the gas exchange valve 12 on. The gas exchange valve 12 , which may be basically formed as an intake valve or an exhaust valve, is preferably disposed on an intake side of the internal combustion engine. To realize a cylinder deactivation or other regulation of combustion by the gas exchange valves 12 but is also conceivable, for example, an arrangement on the inlet side and on the outlet side.

Der Schlepphebel 13 weist eine Schwenkachse 20 auf, um die er verschwenkbar gelagert ist, einen Nockenfolger 18, der für eine Wirkverbindung mit der Nockenwelle 10 vorgesehen ist, und das Ventilbetätigungselement 14, das für eine Wirkverbindung mit dem Gaswechselventil 12 vorgesehen ist. Die Nockenwelle 10 greift dabei direkt an dem Nockenfolger 18 des Schlepphebels 13 an. Das Ventilbetätigungselement 14 kann grundsätzlich direkt an dem Gaswechselventil 12 angreifen. Es ist aber auch denkbar, dass zwischen dem Ventilbetätigungselement 14 und dem Gaswechselventil 12 noch weitere Bauteile, wie beispielsweise ein hydraulisches Spielausgleichselement, angeordnet sind. Der Schlepphebel 13 mit dem Nockenfolger 18 und dem Ventilbetätigungselement 14 kann einstückig aus einem Rohling oder mehrteilig ausgebildet sein.The rocker arm 13 has a pivot axis 20 on which he is pivotally mounted, a cam follower 18 , which is for operative connection with the camshaft 10 is provided, and the valve operating member 14 , which is for an operative connection with the gas exchange valve 12 is provided. The camshaft 10 engages directly on the cam follower 18 of the rocker arm 13 at. The valve actuator 14 can in principle directly at the gas exchange valve 12 attack. But it is also conceivable that between the valve actuator 14 and the gas exchange valve 12 Still other components, such as a hydraulic clearance compensation element, are arranged. The rocker arm 13 with the cam follower 18 and the valve actuator 14 can be integrally formed from a blank or multiple parts.

Weiter weist die Ventiltriebvorrichtung eine Verstelleinrichtung 15 auf, die für eine vollvariable Ventilhubverstellung vorgesehen ist. Die Verstelleinrichtung 15 umfasst ein bewegbares Einstellelement 16, das für die Ventilhubverstellung vorgesehen ist. Die Verstelleinrichtung 15 ist insbesondere dazu vorgesehen, einen Ventilhub, also einen Weg, um den das Gaswechselventil 12 von seinem Ventilsitz abgehoben wird, zu verändern. Grundsätzlich kann die Verstelleinrichtung 15 zusätzlich mit einem nicht näher dargestellten Phasenversteller der Nockenwelle 10 kombiniert werden, der zur Einstellung eines Öffnungszeitpunkts vorgesehen ist.Furthermore, the valve drive device has an adjusting device 15 on, which is intended for a fully variable valve lift. The adjusting device 15 includes a movable adjustment 16 , which is intended for the valve lift. The adjusting device 15 is especially intended to a valve lift, so a way to the gas exchange valve 12 is lifted from its valve seat, change. In principle, the adjustment 15 in addition with a phaser of the camshaft, not shown 10 combined, which is intended to set an opening time.

Der Schlepphebel 13 ist verschwenkbar an das Einstellelement 16 der Verstelleinrichtung 15 angebunden. Das Einstellelement 16 bildet ein Lagerelement aus, das für eine Anbindung des Schlepphebels 13 vorgesehen ist. Das Einstellelement 16 definiert damit die Schwenkachse 20, um die der Schlepphebel 13 bei einer Betätigung des Gaswechselventils 12 bewegt wird.The rocker arm 13 is pivotable on the adjusting element 16 the adjustment 15 tethered. The adjustment element 16 forms a bearing element, which is for a connection of the rocker arm 13 is provided. The adjustment element 16 thus defines the pivot axis 20 to the the rocker arm 13 upon actuation of the gas exchange valve 12 is moved.

Mittels des Einstellelements 16 ist die Verstelleinrichtung 15 dazu vorgesehen, den Schlepphebel 13 im Wesentlichen entlang seiner Haupterstreckungsrichtung 17 relativ gegenüber der Nockenwelle 10 zu bewegen. Die Haupterstreckungsrichtung 17 ist dabei durch eine Richtung definiert, entlang der die Schwenkachse 20, der Nockenfolger 18 und das Ventilbetätigungselement 14 hintereinander angeordnet sind. Idealerweise ist die Haupterstreckungsrichtung 17 durch eine Gerade definiert, zu der die Schwenkachse 20, der Nockenfolger 18 und das Ventilbetätigungselement 14 insgesamt einen minimierten Abstand aufweisen. Der Nockenfolger 18 dient dabei als Ausgleich für einen Verschiebeversatz, der aus einer Schwenkbewegung oder Verschiebebewegung des Schlepphebels 13 bei einer Verstellung des Ventilhubs resultiert.By means of the adjusting element 16 is the adjusting device 15 provided the rocker arm 13 essentially along its main extension direction 17 relative to the camshaft 10 to move. The main extension direction 17 is defined by a direction along which the pivot axis 20 , the cam follower 18 and the valve operating member 14 arranged one behind the other. Ideally, the main direction of extension 17 defined by a straight line to which the pivot axis 20 , the cam follower 18 and the valve operating member 14 overall have a minimized distance. The cam follower 18 serves as compensation for a displacement offset, which consists of a pivoting movement or sliding movement of the drag lever 13 results in an adjustment of the valve lift.

Der Nockenfolger 18 des Schlepphebels 13 umfasst eine Ablaufkontur 19, die für die Wirkverbindung mit der Nockenwelle 10 vorgesehen ist. Die Ablaufkontur 19 weist dabei eine Länge auf, die zumindest gleich groß ist wie ein Weg, um den der Schlepphebel 13 mittels der Verstelleinrichtung 15 entlang der Haupterstreckungsrichtung 17 verschiebbar ist. Der Nockenfolger 18 ist durch eine Oberfläche des Schlepphebels 13 ausgebildet, die der Nockenwelle 10 zugewandt ist. Der Nockenfolger 18 kann grundsätzlich aber auch mittels eines auf den Schlepphebel 13 aufgebrachten Gleitbelags ausgebildet werden.The cam follower 18 of the rocker arm 13 includes a drain contour 19 which is responsible for the operative connection with the camshaft 10 is provided. The drain contour 19 has a length that is at least the same size as a path to the drag lever 13 by means of the adjusting device 15 along the main extension direction 17 is displaceable. The cam follower 18 is through a surface of the finger lever 13 formed, that of the camshaft 10 is facing. The cam follower 18 Basically, but also by means of the drag lever 13 applied sliding coating can be formed.

Der Nockenfolger 18 und damit die Ablaufkontur 19 sind entlang der Haupterstreckungsrichtung 17 des Schlepphebels 13 räumlich zwischen der Schwenkachse 20 und dem Ventilbetätigungselement 14 angeordnet. Ein Hebelprinzip, das durch den Schlepphebel 13 bereitgestellt wird, bewirkt dadurch, dass ein Hub, den der Nocken 11 der Nockenwelle 10 aufweist, in einen vergrößerten Ventilhub des Gaswechselventils 12 umgesetzt wird.The cam follower 18 and thus the drain contour 19 are along the main extension direction 17 of the rocker arm 13 spatially between the pivot axis 20 and the valve actuator 14 arranged. A lever principle, by the drag lever 13 is provided, thereby causing a hub, the cam 11 the camshaft 10 has, in an enlarged valve lift of the gas exchange valve 12 is implemented.

Zur Ausbildung des Einstellelements 16 weist die Verstelleinrichtung 15 einen Exzenter 21 auf, an den der Schlepphebel 13 verschwenkbar angebunden ist. Der Exzenter 21 ist um eine Rotationsachse verdrehbar, die parallel zu der Rotationsachse der Nockenwelle 10 verläuft. Zur Einstellung des Exzenters 21 umfasst die Verstelleinrichtung 15 eine Verstellwelle 22, die im Wesentlichen parallel zu der Nockenwelle 10 verläuft. Durch die Schwenkbewegung, die die Verstelleinrichtung 15 bewirkt, wird in Abhängigkeit einer Hebelanordnung aus einem angesteuerten Höhenversatz an der Verstellwelle 22 des Exzenters 21 eine Abstandsvergrößerung an der Ablaufkontur 19 zur Nockenwelle 10 realisiert und damit der Ventilhub variiert. Die Verstellwelle 22 weist für jeden Schlepphebel 13, der mittels der Nockenwelle 10 betätigt wird, ein Einstellelement 16 auf, an den der entsprechende Schlepphebel 13 angebunden ist. Mittels einer einzigen Verstellwelle 22 kann somit eine Mehrzahl von Schlepphebeln 13, die grundsätzlich sogar gleichzeitig der Einlassseite oder einer Auslassseite zugeordnet sein können, verstellt werden. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die einzelnen Schlepphebel 13 einzeln mittels einer eigenen Verstelleinrichtung 15 zu verstellen, beispielsweise um eine Zylinderabschaltung für einzelne Zylinder zu realisieren.For the formation of the adjustment 16 has the adjustment 15 an eccentric 21 on, to the rocker arm 13 pivotally connected. The eccentric 21 is rotatable about an axis of rotation parallel to the axis of rotation of the camshaft 10 runs. For adjusting the eccentric 21 includes the adjustment 15 an adjusting shaft 22 that is substantially parallel to the camshaft 10 runs. Due to the pivoting movement, the adjusting device 15 causes, depending on a lever arrangement of a controlled height offset on the adjusting 22 of the eccentric 21 an increase in distance at the drain contour 19 to the camshaft 10 realized and thus the valve lift varies. The adjusting shaft 22 points for each rocker arm 13 by means of the camshaft 10 is actuated, an adjustment 16 on, to the appropriate rocker arm 13 is connected. By means of a single adjusting shaft 22 can thus a plurality of rocker arms 13 , which in principle can be assigned to the inlet side or an outlet side at the same time, can be adjusted. In principle, it is also conceivable, the individual rocker arms 13 individually by means of a separate adjustment 15 to adjust, for example, to realize a cylinder deactivation for individual cylinders.

Zur Ventilhubeinstellung wird die Verstellwelle 22 um einen definierten Winkel verdreht. Die exzentrische Bewegung, die das Verstellelement bei einer Drehung der Verstellwelle 22 ausführt, entspricht einer Bewegung entlang der Haupterstreckungsrichtung 17, die von einer Bewegung senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung 17 überlagert wird. Durch die Verstellung des bewegbaren Einstellelements 16 bewegt die Verstelleinrichtung 15 damit den Schlepphebel 13 relativ zu der Nockenwelle 10 in einer Richtung, die parallel zu der Haupterstreckungsrichtung 17 des Schlepphebels 13 verläuft, und in einer Richtung, die senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung 17 des Schlepphebels 13 verläuft. Mit der Verstellung ändert sich eine Position des Einstellelements 16 relativ zu der Nockenwelle 10, wodurch die Schwenkachse 20 des Schlepphebels 13 in Bezug auf die Nockenwelle 10 verändert wird.For valve stroke adjustment, the adjusting shaft 22 rotated by a defined angle. The eccentric movement, which the adjusting element upon rotation of the adjusting 22 performs, corresponds to a movement along the main extension direction 17 caused by a movement perpendicular to the main extension direction 17 is superimposed. By adjusting the movable adjustment 16 moves the adjustment 15 so that the rocker arm 13 relative to the camshaft 10 in a direction parallel to the main extension direction 17 of the rocker arm 13 runs, and in a direction perpendicular to the main direction of extension 17 of the rocker arm 13 runs. With the adjustment, a position of the adjusting element changes 16 relative to the camshaft 10 , causing the pivot axis 20 of the rocker arm 13 in relation to the camshaft 10 is changed.

Durch die Bewegung entlang der Haupterstreckungsrichtung 17 wirkt aufgrund der veränderten Schwenkachse 20 in Bezug auf die Betätigung durch die Nockenwelle 10 gemäß des Strahlensatzes ein anderer Hebel. Die Änderung des Hebels wiederum wird durch die konkave Ablaufkontur 19 des Nockenfolgers 18 ausgeglichen, wodurch die aus der horizontalen Bewegung resultierende ungewollte vertikale Komponente der Verschwenkbewegung kompensiert wird. Gleichzeitig wirkt die Verstellung des Einstellelements 16 mittels der Verstelleinrichtung 15 in die Richtung senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung 17, wodurch die Verstelleinrichtung 15 durch die gewollte vertikale Bewegungskomponente der Verschwenkbewegung einen Abstand zwischen dem Nocken 11 und der Ablaufkontur 19 ändert. Aufgrund des veränderbaren Abstands zwischen dem Nocken 11 und der Ablaufkontur 19 wird der jeweilige Nockenhub je nach Stellung der Verstelleinrichtung 15 bzw. Stellung des verschwenkbaren Schlepphebels 13 ganz (sprich maximal) oder nur teilweise in einem Ventilhub umgesetzt wird. Die Verstelleinrichtung 15 ist dabei dazu vorgesehen, zwischen dem Nocken 11 und der Ablaufkontur 19 einen maximalen Abstand einzustellen, der größer ist als ein Hub des Nockens 11, wodurch das entsprechende Gaswechselventil 12 bei einer Drehung der Nockenwelle 10 unbetätigt bleibt. Grundsätzlich ist die Verstelleinrichtung 15 auch ohne einen Ausgleich der ungewollten vertikalen Bewegungskomponente aus der Verschwenkbewegung durch die Ablaufkontur 19 darstellbar, indem für die Verstelleinrichtung 15 eine Bewegungsansteuerung auf Basis einer Kompensationsformel, z. B. Verdrehwinkel zu Hub, gewählt wird, in den der vertikale Anteil der Verschwenkbewegung bereits mit eingerechnet ist.By the movement along the main extension direction 17 acts due to the changed swivel axis 20 in relation to the operation by the camshaft 10 according to the jet set another lever. The change of the lever in turn is due to the concave drain contour 19 of the cam follower 18 balanced, whereby the resulting from the horizontal movement unwanted vertical component of the pivoting movement is compensated. At the same time the adjustment of the adjusting element acts 16 by means of the adjusting device 15 in the direction perpendicular to the main extension direction 17 , whereby the adjusting device 15 by the intended vertical movement component of the pivoting movement a distance between the cam 11 and the drainage contour 19 changes. Due to the variable distance between the cam 11 and the drainage contour 19 is the respective cam lift depending on the position of the adjustment 15 or position of the pivotable rocker arm 13 completely (ie maximum) or only partially implemented in a valve lift. The adjusting device 15 is intended to be between the cam 11 and the drainage contour 19 set a maximum distance greater than a cam stroke 11 , whereby the appropriate gas exchange valve 12 upon rotation of the camshaft 10 remains unconfirmed. Basically, the adjusting device 15 even without a compensation of the unwanted vertical movement component from the pivoting movement through the drain contour 19 representable by the adjusting device 15 a motion control based on a compensation formula, z. B. angle of rotation to stroke, is selected, in which the vertical portion of the pivoting movement is already included.

Die Oberfläche des Schlepphebels 13, die die Ablaufkontur 19 ausbildet, ist konkav gekrümmt (vgl. 2). Die Ablaufkontur 19 kompensiert dadurch die Verschwenkbewegung, die der Schlepphebel 13 bei einer Verstellung mittels der Verstelleinrichtung 15 entlang einer Richtung, die senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung 17 orientiert ist, ausführt. Durch die konkave Krümmung der Ablaufkontur 19 wirkt der Nocken 11 der Nockenwelle 10 unabhängig von einer Einstellung der Verstelleinrichtung 15 stets gleich auf den Schlepphebel 13. Die Ventilhubverstellung wird durch die sich bei einer Verstellung Verändernde Schwenkachse 20 des Schlepphebels 13 bewirkt. Das Ventilbetätigungselement 14 weist eine konvex gekrümmte Kontur auf, die die Bewegung des Schlepphebels 13 relativ zu dem Gaswechselventil 12 bei einer Verstellung mittels der Verstelleinrichtung 15 kompensiert.The surface of the rocker arm 13 that the drain contour 19 forms, is concavely curved (see. 2 ). The drain contour 19 compensates for the pivoting movement, the drag lever 13 at an adjustment by means of the adjusting device 15 along a direction perpendicular to the main extension direction 17 is oriented, executes. Due to the concave curvature of the drainage contour 19 the cam acts 11 the camshaft 10 regardless of a setting of the adjustment 15 always the same on the rocker arm 13 , The valve lift adjustment is determined by the pivoting axis which changes during an adjustment 20 of the rocker arm 13 causes. The valve actuator 14 has a convexly curved contour that controls the movement of the rocker arm 13 relative to the gas exchange valve 12 at an adjustment by means of the adjusting device 15 compensated.

Eine Krümmung der Ablaufkontur 19 und eine Krümmung der Kontur des Ventilbetätigungselements 14 sind an die Bewegung, für die die Verstelleinrichtung 15 vorgesehen ist, angepasst. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem die Verstelleinrichtung 15 einen Exzenter 21 aufweist, ist die Ablaufkontur 19 mittels einer Tangens-Funktion beschreibbar. Die Kontur des Ventilbetätigungselements 14 ist durch eine Kreisfunktion beschreibbar. Insbesondere die Ablaufkontur 19 des Nockenfolgers 18 kann jedoch auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise wenn die Verstelleinrichtung 15 eine Linearversteller aufweist und dazu vorgesehen ist, den Schlepphebel 13 linear zu verschieben.A curvature of the drainage contour 19 and a curvature of the contour of the valve operating member 14 are attached to the movement for which the adjusting device 15 is provided, adjusted. In the illustrated embodiment, in which the adjusting device 15 an eccentric 21 has, is the drain contour 19 writable by means of a tangent function. The contour of the valve actuator 14 is writable by a circular function. In particular, the drainage contour 19 of the cam follower 18 However, it may also have another shape, for example if the adjusting device 15 having a linear adjuster and is provided to the drag lever 13 to move linearly.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Nockenwellecamshaft
1111
Nockencam
1212
GaswechselventilGas exchange valve
1313
Schlepphebelcam follower
1414
VentilbetätigungselementValve actuator
1515
Verstelleinrichtungadjustment
1616
Einstellelementadjustment
1717
HaupterstreckungsrichtungMain direction
1818
Nockenfolgercam follower
1919
Ablaufkonturflow contour
2020
Schwenkachseswivel axis
2121
Exzentereccentric
2222
Verstellwelleadjusting

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007048931 A1 [0002] DE 102007048931 A1 [0002]

Claims (8)

Ventiltriebvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Nockenwelle (10), die wenigstens einen Nocken (11) zur Betätigung eines Gaswechselventils (12) aufweist, mit zumindest einem verschwenkbar gelagerten Kipp- oder Schlepphebel (13), der zum Abgriff einer Nockenkontur des zumindest einen Nockens (11) vorgesehen ist und der ein Ventilbetätigungselement (14) zur Wirkverbindung mit dem Gaswechselventil (12) aufweist, und mit einer Verstelleinrichtung (15), die für eine vollvariable Ventilhubumstellung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (15) ein bewegbares Einstellelement (16) aufweist, an das der Kipp- oder Schlepphebel (13) verschwenkbar angebunden ist, und dazu vorgesehen ist, den Kipp- oder Schlepphebel (13) relativ zu der Nockenwelle (10) zu bewegen.Valve train device for an internal combustion engine, with at least one camshaft ( 10 ), which has at least one cam ( 11 ) for actuating a gas exchange valve ( 12 ), with at least one pivotally mounted tilting or drag lever ( 13 ) for tapping a cam contour of the at least one cam ( 11 ) is provided and a valve actuator ( 14 ) for the operative connection with the gas exchange valve ( 12 ), and with an adjusting device ( 15 ), which is intended for a fully variable valve lift changeover, characterized in that the adjusting device ( 15 ) a movable adjusting element ( 16 ), to which the tilting or drag lever ( 13 ) is pivotally connected, and is provided to the toggle or drag lever ( 13 ) relative to the camshaft ( 10 ) to move. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipp- oder Schlepphebel (13) einen Nockenfolger (18) mit einer Ablaufkontur (19) aufweist, die zur Wirkverbindung mit der Nockenwelle (10) vorgesehen ist.Valve train device according to claim 1, characterized in that the tilting or drag lever ( 13 ) a cam follower ( 18 ) with a drain contour ( 19 ), which for operative connection with the camshaft ( 10 ) is provided. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (15) dazu vorgesehen ist, einen Abstand zwischen dem Nocken (11) und der Ablaufkontur (19) zu verändern.Valve drive device according to claim 2, characterized in that the adjusting device ( 15 ) is provided, a distance between the cam ( 11 ) and the drain contour ( 19 ) to change. Ventiltriebvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufkontur (19) konkav gekrümmt ist.Valve drive device according to claim 2 or 3, characterized in that the drain contour ( 19 ) is concavely curved. Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilbetätigungselement (14) eine gekrümmte Kontur aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Bewegung des Kipp- oder Schlepphebels (13) relativ zu dem Gaswechselventil (12) bei einer Verstellung mittels der Verstelleinrichtung (15) zu kompensieren.Valve train device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve actuating element ( 14 ) has a curved contour which is intended to a movement of the tilting or drag lever ( 13 ) relative to the gas exchange valve ( 12 ) at an adjustment by means of the adjusting device ( 15 ) to compensate. Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufkontur (19) entlang einer Haupterstreckungsrichtung (17) des Kipp- oder Schlepphebels (13) räumlich zwischen einer Schwenkachse (20) des Kipp- oder Schlepphebels (13) und dem Ventilbetätigungselement (14) angeordnet ist.Valve drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the drain contour ( 19 ) along a main direction of extension ( 17 ) of the tilting or drag lever ( 13 ) spatially between a pivot axis ( 20 ) of the tilting or drag lever ( 13 ) and the valve actuator ( 14 ) is arranged. Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (15) zur Ausbildung des Einstellelements (16) einen Exzenter (21) aufweist, an den der Kipp- oder Schlepphebel (13) verschwenkbar angebunden ist.Valve drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device ( 15 ) for forming the adjusting element ( 16 ) an eccentric ( 21 ), to which the tilting or drag lever ( 13 ) is pivotally connected. Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine mit einer Ventiltriebvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Automotive internal combustion engine with a valve drive device according to one of the preceding claims.
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