-
Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb bei einer Brennkraftmaschine, mit einer Nockenwelle, die einen zentralen Nocken für einen relativ kleinen Ventilhub und äußere Nocken für einen relativ großen Ventilhub aufweist.
-
Ein derartiger Ventiltrieb ist aus der
DE 694 00 358 T2 bekannt. Bei diesem beaufschlagt der zentrale Nocken einen Innenstößel und es beaufschlagen die äußeren Nocken einen Außenstößel. Hierbei ist der Innenstößel im Außenstößel verschieblich gelagert. Es ist ein Schaltmechanismus zum Festlegen von Innenstößel und Außenstößel in deren Verschieberichtung zueinander vorgesehen.
-
Der Schaltmechanismus weist mindestens einen Verriegelungsbolzen auf, der in eine Wirkposition verschiebbar ist, in der er den Außenstößel und den Innenstößel zueinander festlegt. Eine erste Feder stützt sich an einem Gehäuse, bei dem es sich um ein Gehäuse eines Motorblocks handelt, und an dem Außenstößel ab. Diese Feder spannt den Außenstößel gegen die äußeren Nocken vor. Der Innenstößel ist durch eine dem Ventil des Ventiltriebs zugeordnete Feder gegen den zentralen Nocken vorgespannt. Betätigt wird das Ventil mittels einer Stoßstange, die in dem Innenstößel gelagert ist.
-
Über einen Lagerbolzen ist eine Rolle im Innenstößel gelagert, wobei die Rolle bei relativ kleinem Ventilhub den zentralen Nocken kontaktiert. Der Schaltmechanismus zum Festlegen von Innenstößel und Außenstößel ist im Bereich des der Nockenwelle abgewandten Endes, somit im Abstand zum Lagerbolzen, im Außenstößel gelagert. Der Verriegelungsbolzen des Schaltmechanismus ist entgegen der Kraft einer Feder fluidbeaufschlagt, konkret schmierölbeaufschlagt, in die Wirkposition verschiebbar, in der er den Außenstößel und den Innenstößel zueinander festlegt.
-
Die
DE 694 00 358 T2 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
-
Eine ähnliche Ausgestaltung eines Ventiltriebs, allerdings ohne Rolle, ist in der
US 5,253,621 beschrieben. Bei diesem Ventiltrieb stützt sich der Außenstößel gleichfalls an einem Gehäuse ab.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ventiltrieb der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass der Schaltmechanismus kompakt baut und der Ventiltrieb ein relativ geringes Gewicht aufweist.
-
Gelöst wird die Aufgabe durch einen Ventiltrieb, der gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Ventiltrieb ist vorgesehen, dass der mindestens eine Verriegelungsbolzen im Lagerbolzen für die Rolle gelagert ist.
-
Der Lagerbolzen besitzt somit nicht nur die Funktion, die Rolle aufzunehmen, die der Kontaktierung des zentralen Nockens bei relativ kleinem Ventilhub dient, sondern bildet Bestandteil des Schaltmechanismus, da der Lagerbolzen den Verriegelungsbolzen des Schaltmechanismus aufnimmt.
-
Die erfindungsgemäße Gestaltung des Ventiltriebs ermöglicht es, diesen kompakt auszubilden. Der Schaltmechanismus wird nicht an einer bezüglich des Lagerbolzens fernen Stelle des Ventiltriebs platziert, sondern im Bereich des Lagerbolzens. Diese Ausbildung des Ventiltriebs mit reduzierter Anzahl von Bauteilen ermöglicht es zudem, den Ventiltrieb mit einem reduzierten Gewicht herzustellen. Der Ventiltrieb kombiniert den Vorteil der geringeren Reibung durch den Rollenabgriff im Bereich des Innenstößels mit dem Vorteil der kompakten Ausbildung des Schaltmechanismus, der dem Lagerbolzen zugeordnet ist.
-
Da der Außenstößel sich am Gehäuse abstützt, ist gleichfalls eine geringere, reduzierte Masse am Ventiltrieb zu verzeichnen.
-
Vorzugsweise durchsetzt der mindestens eine Verriegelungsbolzen den Lagerbolzen koaxial.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schaltmechanismus einen ersten Verriegelungsbolzen aufweist, der entgegen der Kraft einer Feder, nachstehend als zweite Feder bezeichnet, fluidbeaufschlagt in seine Wirkposition verschiebbar ist. Dieser Verriegelungsbolzen wird somit mittels eines Fluids, bei dem es sich insbesondere um Schmieröl des Ventiltriebs handelt, in seine Wirkposition verschoben. Die Rückstellung dieses ersten Verriegelungsbolzens aus seiner Wirkposition in die Nichtwirkposition erfolgt dann, wenn der erste Verriegelungsbolzen nicht mehr mittels des Fluids beaufschlagt ist, mittels der zweiten Feder.
-
Bei dem Ventiltrieb sind vorzugsweise der erste Verriegelungsbolzen und ein zweiter Verriegelungsbolzen vorgesehen. Die beiden Verriegelungsbolzen legen in deren Wirkpositionen den Innenstößel und den Außenstößel zueinander fest. Insbesondere ist vorgesehen, dass die beiden Verriegelungsbolzen in deren Wirkpositionen in abgewandten Bereichen des Innenstößels diesen und den Außenstößel zueinander festlegen. Hierdurch ist eine sichere Verriegelung von Innenstößel und Außenstößel in zwei Bereichen gewährleistet, insbesondere in zwei diametralen Bereichen.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Verriegelungsbolzen mittels des zweiten Verriegelungsbolzens in seine Wirkposition überfahrbar ist. Hierdurch ist bei Beaufschlagung des zweiten Verriegelungsbolzens ein einfaches Verfahren des ersten Verriegelungsbolzens gewährleistet. In diesem Zusammenhang ist insbesondere vorgesehen, dass der zweite Verriegelungsbolzen in seiner Nichtwirkposition ausschließlich innerhalb einer Ausnehmung des Außenstößels angeordnet ist, wobei diese Ausnehmung eine Öffnung für Fluid, insbesondere für Öl, zum Beaufschlagen des zweiten Verriegelungsbolzens mittels des Fluids aufweist. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der zweite Verriegelungsbolzen, beim Beaufschlagen durch das Fluid, über eine Teillänge des zweiten Verriegelungsbolzens, insbesondere über die halbe Länge des zweiten Verriegelungsbolzens, den Lagerbolzen durchsetzt. In der Wirkposition des zweiten Verriegelungsbolzens greift dieser somit sowohl in den Innenstößel als auch in den Außenstößel ein. Insbesondere greift der zweite Verriegelungsbolzen in der Wirkposition etwa über seine halbe Länge in den Innenstößel und etwa über seine halbe Länge in den Außenstößel ein.
-
Bezüglich des ersten Verriegelungsbolzens wird es als vorteilhaft angesehen, wenn dieser in seiner Nichtwirkposition ausschließlich innerhalb einer Durchgangsbohrung des Lagerbolzens angeordnet ist. Dies ermöglicht somit, den Innenstößel relativ zum Außenstößel zu verschieben, wenn sich der Ventiltrieb im Modus des kleinen Ventilhubs befindet.
-
Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der zweite Verriegelungsbolzen, beim Beaufschlagen durch das Fluid, den ersten Verriegelungsbolzen axial verschiebt, wobei der erste Verriegelungsbolzen, über eine Teillänge des ersten Verriegelungsbolzens, eine Ausnehmung im Außenstößel durchsetzt sowie diese Ausnehmung auf der dem zweiten Verriegelungsbolzen abgewandten Seite des Außenstößels angeordnet ist. Baulich besonders einfach lassen sich die Bewegungsabläufe von erstem Verriegelungsbolzen und zweitem Verriegelungsbolzen darstellen, wenn der Außenstößel im Bereich der Ausnehmung einen Anschlag zum Begrenzen der Verschiebebewegung des ersten Verriegelungsbolzens aufweist. Vorzugsweise ist zudem vorgesehen, dass die zweite Feder sich an einem Anschlag des Lagerbolzens und einem Anschlag des ersten Verriegelungsbolzens abstützt. Diese Gestaltung ermöglicht es, durch Verschieben des zweiten Verriegelungsbolzens diesen in seine Wirkstellung zu überführen und hierbei über den zweiten Verriegelungsbolzen auch den ersten Verriegelungsbolzen in dessen Wirkstellung zu überführen, ferner bei Nichtbeaufschlagung des zweiten Verriegelungsbolzens mittels des Fluids und Einwirkung der zweiten Feder beide Verriegelungsbolzen in deren Nichtwirkstellung zurückzubewegen.
-
Die Rolle, die der Kontaktierung des zentralen Nockens dient, ist insbesondere über ein Wälzlager, vorzugsweise ein Nadellager, in dem Lagerbolzen gelagert. Hierdurch ergibt sich eine besonders reibungsarme Lagerung der Rolle.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiels, ohne hierauf beschränkt zu sein.
-
Es zeigt:
-
1 einen Schnitt durch den Ventiltrieb gemäß der Linie I-I in 2,
-
2 einen Schnitt durch den Ventiltrieb gemäß der Linie II-II in 1,
-
3 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in 1, in vergrößerter Darstellung für den Bereich des Lagerbolzens für die Rolle und des Schaltmechanismus,
-
4 die Ansicht gemäß 3 in einer weiter vergrößerten Darstellung, nur für den Bereich des Innenstößels und des Außenstößels veranschaulicht.
-
Der erfindungsgemäße Ventiltrieb erlaubt die Umschaltung zwischen zwei konkreten Hubkonturen eines Ventils, zum Beispiel einen großen Hub für Volllast und einen kleinen Hub für Verbrauchsreduktion.
-
Veranschaulicht ist ein Ventiltrieb 1 zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine. Hierbei weist eine Nockenwelle 2, betreffend die Ansteuerung eines Einlassventils, einen zentralen Nocken 3 für einen relativ kleinen Ventilhub und ein aus zwei äußeren Nocken 4 gebildetes Nockenpaar für einen relativ großen Ventilhub auf. Der zentrale Nocken 3 ist zwischen den beiden äußeren Nocken 4 angeordnet.
-
Der zentrale Nocken 3 dient dem Beaufschlagen eines Innenstößels 5 und es dienen die äußeren Nocken 4 dem Beaufschlagen eines Außenstößels 6. Ein Gehäuse 8 eines Motorblocks der Brennkraftmaschine dient der drehbaren Lagerung der Nockenwelle 2, ferner sind im Gehäuse 8 im Bereich deren radial äußeren Kontur der Innenstößel 5 und der Außenstößel 6 axial verschieblich gelagert. Der Außenstößel 6 nimmt den Innenstößel 5 über eine Teillänge auf. Insbesondere ist der Innenstößel 5 im Außenstößel 6 zusätzlich verschieblich gelagert.
-
Ein Schaltmechanismus 7 dient dem Festlegen von Innenstößel 5 und Außenstößel 6 in deren Verschieberichtung zueinander. In den Figuren ist der Schaltmechanismus in einer Stellung gezeigt, in der er Innenstößel 5 und Außenstößel 6 nicht zueinander festlegt.
-
Bei dem Ventiltrieb 1 handelt es sich um einen Stoßstangen-Ventiltrieb. Hierbei wirkt der Schaltmechanismus 7 mit dem Einlassventil zusammen. Der Schaltmechanismus 7 erlaubt es, zwischen dem zentralen Nocken 3 und den äußeren Nocken 4 umzuschalten. Dabei übertragen die äußeren Nocken 4 als Doppelnocken über den Außenstößel 6 die Bewegung auf den Innenstößel 5 im Falle der Kopplung von Innenstößel 5 und Außenstößel 6 über den Schaltmechanismus 7. Der Innenstößel 5 überträgt die Bewegung dann weiter über die nur teilweise dargestellte Stoßstange 9 auf einen nachgeschalteten, nicht gezeigten Kipphebeltrieb des Einlassventils. Der Schaltmechanismus 7 befindet sich in einem Lagerbolzen 10, der der Lagerung einer Rolle 11 dient, die insbesondere als ZSB-Rolle ausgebildet ist. Über den Lagerbolzen 10 ist die Rolle 11 im Innenstößel 5 gelagert. Die Rolle 11 kontaktiert bei relativ kleinem Ventilhub den zentralen Nocken 3. Die Rolle 11 ist über ein Nadellager 29 im Lagerbolzen 10 gelagert. Der Lagerbolzen 10 ist in einem Bolzenlager 30 des Innenstößels 5 gelagert.
-
Ist der Schaltmechanismus 7 in ungekoppeltem Zustand, wie es in den Figuren gezeigt ist, dann führt der Außenstößel 6 einen Leerhub aus, das heißt seine Bewegung wird nicht über den Schaltmechanismus 7 auf den Innenstößel 5 übertragen. Dabei wird dann die Bewegung des Außenstößels 6 unter Einwirkung der äußeren Nocken 4 über eine Feder 12 abgestützt, die einerseits am Gehäuse 8 aufliegt und sich andererseits auf der Seite des Außenstößels 6 auf einer Federauflage 13 abstützt, die in einem ringförmigen Gehäuseabschnitt 14 des Außenstößels 6 gelagert ist. Der zentrale Nocken 3 für den kleinen Hub überträgt hierbei, im ungekoppelten Zustand, seine Bewegung direkt über die Rolle 11 auf den Innenstößel 5.
-
Der Schaltmechanismus 7 wird durch Beaufschlagung mit Öldruck, welcher durch eine Ölversorgungsnut 15 und eine Ölbohrung 16 auf einen Verriegelungsbolzen 17 des Schaltmechanismus 7 einwirkt, in Bewegung gesetzt. Der Verriegelungsbolzen 17 überträgt dann seine Bewegung auf einen Verriegelungsbolzen 18 des Schaltmechanismus 7, dessen Stellweg durch eine in eine Ausnehmung 31 des Außenstößels 6 eingepresste Anschlaghülse 19 begrenzt ist.
-
Im Detail ist der Verriegelungsbolzen 17 in seiner in den Figuren veranschaulichten Nichtwirkposition ausschließlich innerhalb einer Ausnehmung 20 des Außenstößels 6 angeordnet. Die Ausnehmung 20 steht in Strömungsverbindung mit der Ölbohrung 16, zum Beaufschlagen des Verriegelungsbolzens 17 mit Drucköl. Der Verriegelungsbolzen 18 ist in seiner Nichtwirkposition ausschließlich innerhalb einer Durchgangsbohrung 21 des Lagerbolzens 10 angeordnet.
-
Bei geschaltetem Schaltmechanismus 7, wenn sich die Verriegelungsbolzen 17 und 18 in deren Wirkstellung befinden, legen die Verriegelungsbolzen 17 und 18 den Innenstößel 5 und den Außenstößel 6 fest. Bei Beaufschlagung durch Drucköl zwecks Erreichen der Wirkstellung wird mittels des Drucköls der Verriegelungsbolzen 17 axial verschoben, wobei dieser relativ kurze Verriegelungsbolzen 17 jeweils etwa über seine halbe Länge einerseits in den Innenstößel 5, andererseits in den Außenstößel 6 ragt. Der Verriegelungsbolzen 18, der in seiner Wirkposition an der Anschlaghülse 19 anliegt, ragt über eine Teillänge in den Außenstößel 6. Demzufolge sind die beiden Verbindungsbolzen 17 und 18 in deren Wirkstellung sowohl im Innenstößel 5 als auch im Außenstößel 6 gelagert und koppeln diese somit miteinander. Durch Rücknahme des Öldrucks wird der Verriegelungsbolzen 18 durch eine Feder 22, die sich an einer in den Lagerbolzen 10 eingepressten Federauflage 23 abstützt, wieder aus der Ausnehmung 20 des Außenstößels 6 herausgeschoben. Dabei überträgt der Verriegelungsbolzen 18 seine Bewegung über eine auf ihn aufgepresste Hülse 24 auf den Verriegelungsbolzen 17, der dann ebenfalls aus der Durchgangsbohrung 21 des Lagerbolzens 10 herausbewegt wird. Es ergibt sich somit die in den Figuren veranschaulichte Anordnung der Teile in deren Nichtwirkposition.
-
In 1 ist neben dem Ventiltriebbereich für das Einlassventil der Ventiltriebbereich für ein Auslassventil gezeigt. Diesem Auslassventil ist kein Schaltmechanismus zugeordnet. Veranschaulicht ist, betreffend dieses Auslassventil, ein Nocken 25 der Nockenwelle 2, wobei der Nocken 25 mit einem Stößel 26 zusammenwirkt, dessen Bewegung über eine nur teilweise veranschaulichte Stoßstange 27 auf den nachgeschalteten Kipphebeltrieb des Auslassventils übertragen wird.
-
Die Schmierung des Ventiltriebs 1 im Bereich der Stößel von Einlassventil und Auslassventil erfolgt über eine Bohrung 28 im Gehäuse 8 für einen hydraulischen Ventilspielausgleich.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Ventiltrieb
- 2
- Nockenwelle
- 3
- Zentraler Nocken
- 4
- Äußere Nocken
- 5
- Innenstößel
- 6
- Außenstößel
- 7
- Schaltmechanismus
- 8
- Gehäuse
- 9
- Stoßstange
- 10
- Lagerbolzen
- 11
- Rolle
- 12
- Feder
- 13
- Federauflage
- 14
- Gehäuseabschnitt
- 15
- Ölversorgungsnut
- 16
- Ölbohrung
- 17
- Verriegelungsbolzen
- 18
- Verriegelungsbolzen
- 19
- Anschlaghülse
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Durchgangsbohrung
- 22
- Feder
- 23
- Federauflage
- 24
- Hülse
- 25
- Nocken
- 26
- Stößel
- 27
- Stoßstange
- 28
- Bohrung
- 29
- Nadellager
- 30
- Bolzenlager
- 31
- Ausnehmung
-
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 69400358 T2 [0002, 0005]
- US 5253621 [0006]
