DE102013200167A1

DE102013200167A1 - Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102013200167A1
Application number: DE201310200167
Authority: DE
Inventors: Michael Schober; Peter Sailer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2014-07-24

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine, mit einem Schlepphebel (2), einem Stellbolzen (3) darin und einer Abstützung (4) für den Stellbolzen (3) auf einem Zylinderkopf (5) der Brennkraftmaschine, welcher Schlepphebel (2) an seiner Unterseite (6) an einem Ende (7) eine Gaswechselventilkontaktfläche (8), im Mittenbereich (9) an dessen Oberseite (10) eine Kontaktfläche (11) für einen Nockengegenlauf und an seinem anderen Ende (13) eine Bohrung (14) hat, in welcher der für eine mechanische Ventilspieleinstellung höhenjustier- sowie über eine Kontermutter (15) auf der Oberseite (10) des Schlepphebels (2) fixierbare Stellbolzen (3) eingeschraubt ist, der über seine Unterstirn (16) auf der Abstützung (4) verschwenkbeweglich sitzt, von welcher Abstützung (4) ein Pfad (17) für einen gedrosselten Strom an Hydraulikmittel ausgeht, der weitergeführt ist durch einen Längspfad (18) im Stellbolzen (3), von dem eine Querpfad (19) in Richtung zum einen Ende (7) abzweigt, der zu einem zumindest mittelbar zwischen einer Unterseite (20) der Kontermutter (15) und der Oberseite (10) des Schlepphebels (2) liegenden Endpfad (21) zur Spritzbeaufschlagung des Nockenkontakts mit dem Hydraulikmittel führt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, welcher Ventiltrieb mechanischen Ventilspielausgleich hat und mit einem Schlepphebel, einem Stellbolzen darin und einer Abstützung für den Stellbolzen auf einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine versehen ist, welcher Schlepphebel an seiner Unterseite an einem Ende eine Gaswechselventilkontaktfläche, im Mittenbereich an dessen Oberseite eine Kontaktfläche für einen Nockengegenlauf und an seinem anderen Ende eine Aufnahme für den Stellbolzen hat.
Ein Ventiltrieb mit mechanischem Spielausgleich geht aus der DE 10 2011 003 761 A1 hervor. Hierbei erfolgt eine Einstellung des Ventilspiel über einen mechanisch selbsttätig nachstellenden Stellbolzen. Eine Schmierung des zeichnerisch nicht vollständig dargestellten Nockenkontakts erfolgt über Ölnebel.
Von Nachteil ist, dass sich der mechanisch selbsttätig nachstellende Stellbolzen als vergleichsweise aufwändig und teuer in der Massenfertigung darstellt und dass dessen Nachstellverhalten u. a. von der Ölviskosität abhängt. Zudem erweist sich ein Spielausgleich über den Stellbolzen in dessen Absinkrichtung als problematisch. Außerdem wird festgestellt, dass die Ölnebelschmierung oftmals ungenügend ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Ventiltrieb wie vorgenannt zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile nicht mehr vorliegen. Der Ventiltrieb soll auf einfache Art und Weise hinsichtlich seines Ventilspiels einstellbar sein und gleichzeitig über eine gute Schmierung seines Nockenkontakts verfügen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die neuen Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist die Aufnahme für den Stellbolzen am anderen Ende des Schlepphebels eine Bohrung, in welcher der für eine mechanische Ventilspieleinstellung höhenjustier- sowie über eine Kontermutter auf der Oberseite des Schlepphebels fixierbare Stellbolzen eingeschraubt ist, der über seine Unterstirn auf der Abstützung verschwenkbeweglich sitzt, von welcher Abstützung ein Pfad für einen gedrosselten Strom an Hydraulikmittel ausgeht, der weitergeführt ist durch einen Längspfad im Stellbolzen, von dem eine Querpfad in Richtung zum einen Ende abzweigt, der zu einem zumindest mittelbar zwischen einer Unterseite der Kontermutter und der Oberseite des Schlepphebels liegenden Endpfad zur Spritzbeaufschlagung des Nockenkontakts mit dem Hydraulikmittel führt.
Somit liegt ein Ventiltrieb ohne die aufgezeigten Nachteile vor.
Der Ventiltrieb lässt sich einfach über seinen schraubbaren Stellbolzen hinsichtlich des Ventilspiels einstellen. Gleichzeitig wird über die Spritzschmierung über die Kanäle durch den Stellbolzen ein Verschleiß im Nockenkontaktbereich (Nockenrolle oder Gleitfläche im Schlepphebel und gegenlaufender Nocken) hervorragend vermieden. Der Spritzölstrahl aus dem Endpfad kann so gerichtet sein, dass dieser nicht unmittelbar in den Kontaktspalt führt, so dass ein Aquaplaningeffekt ggf. vermieden ist.
Eine gute Dosierung sowie Ausrichtung des Spritzölstrahls wird erreicht, indem, wie vorgeschlagen, in der Oberseite des Schlepphebels, zur Darstellung des Endpfades, eine kanalartige Vertiefung verläuft, welche die Bohrung für den Stellbolzen schneidet.
Eine Optimierung des Vorgenannten sieht vor, zwischen der Kontermutter und der Oberseite des Schlepphebels eine Zwischenscheibe anzuordnen. Diese kann bspw. aus Metall oder Kunststoff bestehen und ggf. auch eine kronenartige Einkerbung aufweisen, so dass ein Mantelabschnitt des letzten Endpfades gebildet ist. Die Zwischenscheibe kann auch einer Drosselung des Ölstromes dienen und gleichzeitig ein „Eingraben“ der Kontermutter auf der Oberseite des Schlepphebels, abhängig von dessen Materialbeschaffenheit, verhindern.
Gemäß einem weiteren Unteranspruch liegen entweder die Abstützung am Zylinderkopf für den Stellbolzen als Gelenkpfanne und die Unterstirn des Stellbolzens als Gelenkkopf oder die Abstützung am Zylinderkopf als Gelenkkopf und die Unterstirn des Stellbolzens als Gelenkpfanne vor. Die Abstützung am Zylinderkopf kann einteiliger Bestandteil des Zylinderkopfes sein. Vorzugsweise liegt sie jedoch als separates Bauteil vor, dessen Kontaktbereich einer separaten Verschleißschutzbehandlung unterzogen sein kann.
In zweckmäßiger Weiterbildung ist es vorgeschlagen, die Abstützung als rein mechanisches Abstützelement auszubilden, welches in einer komplementären Bohrung des Zylinderkopfes sitzt.
In Fortbildung ist es vorgesehen, das Abstützelement als schaltbares Bauteil auszubilden, so dass der Ventilhub ggf. komplett deaktiviert werden kann. Hierbei stellt es sich als vorteilhaft dar, im Schaltelement wenigstens einen Koppelschieber vorzusehen, welcher einen Druckkolben und ein Gehäuse des Abstützelements wahlweise miteinander verbindet, so dass ein voller Ventilhub vorliegt. Der wenigstens eine Koppelschieber soll hierbei einfach aus einem Schaltölpfad im Zylinderkopf mit Hydraulikmittel in wenigstens eine Richtung beaufschlagt werden, welches Hydraulikmittel in gedrosselter Form gleichzeitig zur Versorgung des Gesamtpfades zur Spritzölschmierung dient. Ggf. ist auch ein separater Pfad im Zylinderkopf denkbar und vorgesehen.
Schließlich sind verschiedene Geometrien für den Schlepphebel vorgeschlagen. Dieser kann demnach ein U- oder H-Profil im Querschnitt aufweisen und bspw. aus dünnwandigem Stahlblech stanz-biegetechnisch dargestellt sein. Auch ist an dessen MIM- oder gießtechnische Ausbildung gedacht.
Alternativ zu einem Ventiltrieb ist die Erfindung auch in einem Pumpentrieb, bspw. in einer oder für eine Kraftstoffeinspritzpumpe, einsetzbar.
Die Erfindung geht aus der Zeichnung hervor:
1 zeigt einen Längschnitt durch einen Ventiltrieb und
2 zeigt den Schlepphebel mit Stellbolzen in einer räumlichen Ansicht.
Dargestellt ist in 1 ein Ventiltrieb 1 einer Brennkraftmaschine. Dieser besteht aus einem im Querschnitt umgekehrt U-förmigen Schlepphebel 2 aus Stahlblech.
Der Schlepphebel 2 hat an einer Unterseite 6 seines Querbalkens 33 an einem Ende 7 eine Gaswechselventilkontaktfläche 8. In einem Mittenbereich 9 des Schlepphebels 2 verläuft über dessen Oberseite 10 eine als Rolle ausgebildete Kontaktfläche 11 für einen Gegenlauf einen Hubnockens oder eines Hubnockenpaares. Die Rolle sitzt über eine Wälzlagerung 31 auf einem Bolzen 12, welcher in abwärtigen Seitenwänden 32 des Schlepphebels 2 aufgenommen ist.
An einem anderen Ende 13 hat der Schlepphebel 2 in seinem Querbalken 33 eine Bohrung 14 mit einem Gewinde, in welches ein Stellbolzen 3 als Bestandteil des Ventiltriebs 1 eingeschraubt ist. Über eine Höhenjustierung des Stellbolzens 3 erfolgt eine mechanische Ventilspieleinstellung vor einer Erstinbetriebnahme der Brennkraftmaschine und während einer Wartung. Dabei ist der Stellbolzen 3 über eine Kontermutter 15 auf der Oberseite 10 des Schlepphebels 2 in seiner Verdrehstellung fixiert.
Eine als Gelenkkopf ausgeformte Unterstirn 16 des Stellbolzens 3 sitzt verschwenkbeweglich auf einer im Zylinderkopf 5 der Brennkraftmaschine angeordneten separaten Abstützung 4, deren Kontaktfläche als Gelenkpfanne ausgebildet ist. Die Abstützung 4 ist weiterer Bestandteil des Ventiltriebs 1 und gehört zu einem in einer Bohrung 25 des Zylinderkopfes 5 sitzenden mechanischen Abstützelement 26 schaltbarer Ausbildung.
Zu erkennen ist, dass das Abstützelement 26 aus teleskopartig ineinander geschachtelten Komponenten Druckkolben 27 und Gehäuse 28 besteht. Dem Druckkolben 27 ist die Abstützung 4 immanent. Das Gehäuse 28 verläuft ortsfest in der Bohrung 25 des Zylinderkopfes 5. Im Druckkolben 27 sind zudem zwei sich gegenüber liegende Koppelschieber 29 dargestellt, welche für einen Koppelfall (voller Ventilhub), wie gezeichnet, über die Kraft einer Druckfeder 34 abschnittsweise in das Gehäuse 28 verlagert werden können.
An die Bohrung 25 des Abstützelements 26 führt im Zylinderkopf 5 ein Schaltölpfad 30 zur Beaufschlagung der Koppelschieber 29 in deren Entkoppelrichtung heran. Von diesem zweigt im Abstützelement 26 ein Pfad 17 für einen gedrosselten Strom an Hydraulikmittel ab. Dieser ist weitergeführt durch einen Längspfad 18 im Stellbolzen 3, von dem eine Querpfad 19 in Richtung zum einen Ende 7 des Schlepphebels 2 abzweigt. Der Querpfad 19 geht zu einem zwischen einer Unterseite 20 der Kontermutter 15 und der Oberseite 10 des Schlepphebels 2 liegenden Endpfad 21. Über Letztgenannten erfolgt eine Spritzbeaufschlagung des Nockenkontakts mit dem anliegenden Hydraulikmittel.
Die Kontermutter 15 sitzt nicht direkt, sondern über eine Zwischenscheibe 23 auf der Oberseite 10 des Schlepphebels 2. Somit verläuft der Endpfad 21 zwischen einer Unterfläche 24 der Zwischenscheibe 23 und der Oberseite 10 des Schlepphebels 2, in welcher Oberseite 10 (s. 2) eine kanalartige Vertiefung 22 eingebracht ist, die innen (hier rechts) die Bohrung 14 für den Stellbolzen 3 schneidet und Bestandteil des Endpfades 21 ist.
Bezugszeichenliste

1: Ventiltrieb
2: Schlepphebel
3: Stellbolzen
4: Abstützung
5: Zylinderkopf
6: Unterseite
7: eines Ende
8: Gaswechselventilkontaktfläche
9: Mittenbereich
10: Oberseite
11: Kontaktfläche, Rolle
12: Bolzen
13: anderes Ende
14: Bohrung
15: Kontermutter
16: Unterstirn
17: Pfad
18: Längspfad
19: Querpfad
20: Unterseite
21: Endpfad
22: Vertiefung
23: Zwischenscheibe
24: Unterfläche
25: Bohrung
26: Abstützelement
27: Druckkolben
28: Gehäuse
29: Koppelschieber
30: Schaltölpfad
31: Wälzlagerung
32: Seitenwand
33: Querbalken
34: Druckfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011003761 A1 [0002]

Claims

Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine, mit einem Schlepphebel (2), einem Stellbolzen (3) darin und einer Abstützung (4) für den Stellbolzen (3) auf einem Zylinderkopf (5) der Brennkraftmaschine, welcher Schlepphebel (2) an seiner Unterseite (6) an einem Ende (7) eine Gaswechselventilkontaktfläche (8), im Mittenbereich (9) an dessen Oberseite (10) eine Kontaktfläche (11) für einen Nockengegenlauf und an seinem anderen Ende (13) eine Bohrung (14) hat, in welcher der für eine mechanische Ventilspieleinstellung höhenjustier- sowie über eine Kontermutter (15) auf der Oberseite (10) des Schlepphebels (2) fixierbare Stellbolzen (3) eingeschraubt ist, der über seine Unterstirn (16) auf der Abstützung (4) verschwenkbeweglich sitzt, von welcher Abstützung (4) ein Pfad (17) für einen gedrosselten Strom an Hydraulikmittel ausgeht, der weitergeführt ist durch einen Längspfad (18) im Stellbolzen (3), von dem eine Querpfad (19) in Richtung zum einen Ende (7) abzweigt, der zu einem zumindest mittelbar zwischen einer Unterseite (20) der Kontermutter (15) und der Oberseite (10) des Schlepphebels (2) liegenden Endpfad (21) zur Spritzbeaufschlagung des Nockenkontakts mit dem Hydraulikmittel führt.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei in der Oberseite (10) des Schlepphebels (2), zur Darstellung des Endpfades (21), eine kanalartige Vertiefung (22) verläuft, welche die Bohrung (14) für den Stellbolzen (3) schneidet.
Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kontermutter (15) über eine Zwischenscheibe (23) auf der Oberseite (10) des Schlepphebels (2) sitzt und wobei der Endpfad (21) zwischen einer Unterfläche (24) der Zwischenscheibe (23) und der Oberseite (10) des Schlepphebels (2) verläuft.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei entweder die Abstützung (4) am Zylinderkopf (5) für den Stellbolzen (3) als Gelenkpfanne und die Unterstirn (16) des Stellbolzens (3) als Gelenkkopf oder wobei die Abstützung (4) am Zylinderkopf (5) als Gelenkkopf und die Unterstirn (16) des Stellbolzens (3) als Gelenkpfanne vorliegen.
Ventiltrieb nach Anspruch 4, wobei die Abstützung (4) am Zylinderkopf (5) integraler Bestandteil eines in einer Bohrung (25) des Zylinderkopfes (5) sitzenden mechanischen Abstützelements (26) ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 5, wobei das mechanische Abstützelement (26) ein abschaltbares Abstützelement ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 6, wobei das Abstützelement (26) aus teleskopartig ineinander geschachtelten Komponenten Druckkolben (27) und Gehäuse (28) besteht, welchem Druckkolben (27) die Abstützung (4) immanent ist, wobei wenigstens in einer der Komponenten Druckkolben (27) / Gehäuse (28) zumindest ein Koppelschieber (29) sitzt und wobei der Pfad (17) in der Abstützung (4) für das Hydraulikmittel von einem an die Bohrung (25) des Abstützelements (26) im Zylinderkopf (5) heranführenden Schaltölpfad (30) zur Beaufschlagung des Koppelschiebers (29) versorgt ist.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei der Schlepphebel (2) aus Stahlblech, Guss oder MIM-Werkstoff besteht und im Querschnitt ein U-, H- oder umgekehrtes U-Profil hat.
Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei die Kontaktfläche (11) im Schlepphebel (2) eine auf einem Bolzen (31) gelagerte Rolle ist.