DE10239908A1

DE10239908A1 - Variable valve gear for reciprocating piston internal combustion engines has cams each operating lift valve via roller packet both of which are commonly movable along adjustment ramp commonly constructed in common slide component

Info

Publication number: DE10239908A1
Application number: DE10239908A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dengler; Holger Voges
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-02-26
Also published as: EP1394369A2

Abstract

The variable valve gear for reciprocating piston engines has a camshaft (10) with at least two cams (14) each of which operate a lift valve via a roller packet, guided along an adjustment ramp, and a valve operating element. Both roller packets (34) are commonly movable along an adjustment ramp commonly constructed in a common slide component (18). Both roller packets are installed adjacent to one another on both sides of the common slide component installed between the roller packets.

Description

Die Erfindung betrifft eine variable Ventilsteuerung für Hubkolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a variable Valve control for Reciprocating engines, in particular internal combustion engines, according to the preamble of claim 1.

Ein derartig variabler Ventiltrieb mit zumindest zwei Nocken einer in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine drehbar gelagerten Nockenwelle, welche Nocken jeweils über ein in einem Kulissenteil entlang einer Verstellrampe verschiebbar geführtes Rollenpaket und einem nachgeschalteten Ventilbetätigungselement ein Hubventil betätigen, wobei der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ zum Nocken variabel einstellbar und das Rollenpaket gegen den Nocken federnd vorgespannt ist, ist aus der DE 100 16 103 A1 bekannt. Jedes Rollenpaket ist bei der bekannten variablen Ventilsteuerung zwischen den beiden Schenkeln eines eigenständig ausgebildeten im Zylinderkopf verstellbaren Kulissenteils angeordnet und in beiden Schenkeln der Kulisse mit jeweils darin ausgebildeter Verstellrampe verschiebbar geführt. Trotz der Vorteile dieser Ausbildung zur variablen Ventilsteuerung über einen Nocken, ein im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine verstellbares Kulissenteil und des darin geführten Rollenpakets und das nachgeschaltete Ventilbetätigungselement, bedarf diese Ausführung bei mehreren Nocken eine der Zahl der Nocken entsprechende Zahl recht aufwendiger, großvolumiger gabelförmiger Kulissenteile, die entsprechend großen Raum zur Montage und Integration in den Zylinderkopf erfordern. Die Montage wird hierdurch erschwert. Ungenauigkeiten und Unzuverlässigkeiten bei der Montage, insbesondere im Reparaturbetrieb, sind ohne zusätzlichen Aufwand zumindest bei engen Einbauverhältnissen nicht auszuschließen. Darüber hinaus bedingt diese Ausbildung mit großvolumigen, gabelförmigen Kulissenteile pro Rolle damit verbundenes hohes Gewicht und hohe Kosten.Such a variable valve train with at least two cams of a camshaft rotatably mounted in a cylinder head of an internal combustion engine, the cams each actuating a lift valve via a roller set which is displaceably guided in a link part along an adjustment ramp and a downstream valve actuating element, the valve lift being effected by displacing the link part relative to the cam is variably adjustable and the roller set is resiliently biased against the cam, is from the DE 100 16 103 A1 known. In the known variable valve control, each roller set is arranged between the two legs of an independently formed link part which is adjustable in the cylinder head and is displaceably guided in both legs of the link, each with an adjustment ramp formed therein. Despite the advantages of this design for variable valve control via a cam, a link part adjustable in the cylinder head of the internal combustion engine and the roller pack guided therein and the downstream valve actuating element, this design requires a number of quite complex, large-volume fork-shaped link parts corresponding to the number of cams for several cams require a correspondingly large space for assembly and integration into the cylinder head. This makes assembly difficult. Inaccuracies and unreliability during assembly, especially in repair operations, cannot be ruled out without additional effort, at least in tight installation conditions. In addition, this training with large-volume, fork-shaped backdrop parts per roll entails high weight and high costs.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen variablen Ventiltrieb mit zumindest zwei Nocken einer in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine drehbar gelagerten Nockenwelle, welche Nocken jeweils über ein in einem Kulissenteil entlang einer Verstellrampe verschiebbar geführtes Rollenpaket und einem nachgeschalteten Ventilbetätigungselement ein Hubventil betätigen, wobei der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ zum Nocken variabel einstellbar und das Rollenpaket gegen den Nocken federnd vorgespannt ist, besonders einfach und zuverlässig zu ermöglichen.The object of the invention is a variable valve train with at least two cams one in a cylinder head an internal combustion engine rotatably mounted camshaft, which Cams each over one slidable in a setting part along an adjustment ramp run Actuate roller package and a downstream valve actuating element, a lift valve, wherein the valve lift by moving the link part relative to the cam variably adjustable and the roller package resilient against the cam is biased to enable particularly simple and reliable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung eines variablen Ventiltriebs für Hubkolbenmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen, mit zumindest zwei Nocken einer in einem Zylinderkopf drehbar gelagerten Nockenwelle, welche Nocken jeweils über ein in einem Kulissenteil entlang einer Verstellrampe verschiebbar geführtes Rollenpaket und einem nachgeschalteten Ventilbetätigungselement ein Hubventil betätigen, wobei der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ zum Nocken variabel einstellbar und das Rollenpaket gegen den Nocken federnd vorgespannt ist, gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst, bei dem entlang einer für beide Rollenpakete in einem gemeinsamen Kulissenteil gemeinsam ausgebildeten Verstellrampe beide Rollenpakete gemeinsam verschiebbar geführt sind. Die Zahl der Kulissenbauteile sowie der erforderliche Raum zur Montage und Integration in den Zylinderkopf kann hierdurch reduziert werden. Die Gefahr von Ungenauigkeiten und Unzuverlässigkeiten in der Montagegenauigkeit kann auch im Reparaturbetrieb aufgrund des Raumgewinns sowie aufgrund der reduzierten Bauteile besser vermieden werden. Mit der reduzierten Zahl an Kulissenbauteilen bei gleicher Rollenpaketzahl kann auch neben dem Bauraumgewinn auch eine Gewichts- und Materialkostenreduktion erzielt werden. Die gemeinsame Rampe für die beiden Rollenpakete ermöglicht zusätzlich eine Reduktion des Fertigungsaufwands für die Führung der Rollenpakete. Darüber hinaus wird die Gefahr von Ungenauigkeiten in Bezug auf die Abstimmung des Bewegungsablaufs der beiden Rollenpakete zueinander durch die eine gemeinsame Rampe in dem gemeinsamen Kulissenteil reduziert. Somit wird mit einfachen Mitteln ermöglicht, einen variablen Ventiltrieb mit zumindest zwei Nocken einer in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine drehbar gelagerten Nockenwelle, welche Nocken jeweils über ein in einem Kulissenteil entlang einer Verstellrampe verschiebbar geführtes Rollenpaket und einem nachgeschalteten Ventilbetätigungselement ein Hubventil betätigen, wobei der Ventilhub durch Verschieben des Kulissenteils relativ zum Nocken variabel einstellbar und das Rol lenpaket gegen den Nocken federnd vorgespannt ist, mit den damit verbundenen Vorteilen zu schaffen, der besonders einfach und zuverlässig ist.This object is achieved by the Training of a variable valve train for reciprocating piston machines, in particular Internal combustion engines, with at least two cams in one cylinder head rotatably mounted camshaft, which cams each have a in a backdrop part along a sliding ramp slidably guided roller package and a downstream valve actuating element, a lift valve actuate, the valve lift relative by moving the link part variably adjustable for the cam and the roller package against the cam is resiliently biased, according to the characteristics of claim 1 solved, along the one for both roller packs in a common setting part of a jointly designed adjustment ramp both roll packages are guided together to be displaceable. The number of scenery components as well the space required for assembly and integration into the cylinder head can be reduced. The danger of inaccuracies and unreliability assembly accuracy can also be due to repair work the space gain and due to the reduced number of components better avoided become. With the reduced number of scenery components for the same In addition to gaining installation space, the number of roll packages can also include a weight and material cost reduction can be achieved. The common ramp for the two role packages additionally enables one Reduction of the manufacturing effort for the management of the roll packages. Beyond that the danger of inaccuracies regarding the coordination of the movement sequence of the two sets of roles to each other through a common ramp reduced in the common backdrop. So with simple Enables funds a variable valve train with at least two cams one in one Cylinder head of an internal combustion engine rotatably mounted camshaft, which cams each over one slidable in a setting part along an adjustment ramp run Roller package and a downstream valve actuator, a globe valve actuate, the valve lift relative by moving the link part variably adjustable for the cam and the roller package against the cam is spring-loaded, with the associated advantages create that is particularly simple and reliable.

Die Ausbildung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 ist eine besonders vorteilhafte Ausführung, welche mit geringem baulichen und fertigungstechnischem Aufwand die erfindungsgemäße Umsetzung ermöglicht. Das gemeinsame Kulissenteil kann besonders einfach und raumsparend ausgebildet werden, wobei die beiderseitige Anordnung die Schaffung und Sicherung gleicher Lagerungs- und Führungsbedingungen für beide Rollenpakete erleichtert, wodurch der Betrieb besonders zuverlässig wird.Training according to the characteristics of claim 2 is a particularly advantageous embodiment, which the implementation according to the invention with little constructional and manufacturing expenditure allows. The common backdrop part can be particularly simple and space-saving be formed, the mutual arrangement creating and ensuring the same storage and management conditions for both Roll packages easier, which makes operation particularly reliable.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3. Mit geringer Bauteilzahl an Führungsmitteln und geringem Aufwand für die Führung kann sehr zuverlässig der gleiche Bewegungsablauf beider Rollenpakete sichergestellt werden.The embodiment according to the features of claim 3 is particularly advantageous. With a small number of components of guide means and little effort for the guide, the same can be done very reliably che motion sequence of both role packages are ensured.

Bevorzugt ist eine Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 4, die es ermöglicht, mit sehr einfachen Bauteilen raumsparend den gleichen Bewegungsablauf der beiden Rollenpakete sicherzustellen. Eine Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 5 ermöglicht in einfacher Weise die Abstimmung der Drehfunktion der beiden Rollenpakete zueinander sicherzustellen.Training according to the features is preferred of claim 4, which enables the same sequence of movements with very simple components to save space of the two role packages. Training according to the characteristics of claim 5 in a simple manner, the coordination of the rotation function of the two roll packages to ensure each other.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 6, bei der zwischen den Nocken und dem Ventilbetätigungselement, insbesondere einem Schwinghebel, ein Leerweg vorgesehen ist, der sowohl bei Vollhub als auch bei den Teilhüben des Hubventils eine Vorbeschleunigung (Erregungsbewegung) des Rollenpaketes bewirkt, so dass die Erzeugungsbewegung (Öffnungsbewegung) des Hubventils mit positiver und negativer gewünschter Ventilbeschleunigung im wesentlichen durch die Verstellrampe des Kulissenteils gesteuert ist. Diese von der geometrischen Auslegung von Nocken und Verstellrampe ausgeführte Abkopplung von Erregungsbewegung und Erzeugungsbewegung schafft weitgehendst unabhängig vom eingestellten Ventilhub ein Geschwindigkeitsprofil ohne erhöhte Beschleunigungsspitzen und damit verbunden einen robusten und hinsichtlich Verschleiß und Betätigungsgeräusche verbesserten Ventiltrieb.Training is particularly advantageous according to the characteristics of claim 6, wherein between the cams and the valve actuator, in particular a rocker arm, an idle travel is provided, the Pre-acceleration for both full stroke and partial strokes of the lift valve (Excitation movement) of the roller package causes so that the generating movement (Opening movement) of the globe valve with positive and negative desired valve acceleration essentially controlled by the adjustment ramp of the link part is. This from the geometrical design of cams and adjustment ramp executed Decoupling excitation movement and generation movement creates largely independent a speed profile of the set valve lift without increased acceleration peaks and associated with it a robust and improved in terms of wear and operating noise Valve train.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung gemäß den Merkmalen von Anspruch 9 ermöglicht bei geringem Führungsaufwand einen besonders ruhi gen und weitgehend kraftspitzenfreier Übergang der Bewegung der Rollenpakete zwischen den Führungsabschnitten.The training is particularly advantageous according to the characteristics of claim 9 with little management effort a particularly quiet and largely force-free transition the movement of the roller packs between the guide sections.

Das Rollenpaket kann vorteilhaft mittels zumindest einer einfachen Schenkelfeder gegen den Nocken vorgespannt sein.The role package can be advantageous by means of at least one simple leg spring against the cam be biased.

Bevorzugt ist zur Erzielung einer steifen und eine hohe Auslegungsgenauigkeit herstellenden Konstruktion der Schwinghebel über zumindest eine Schwinghebelachse schwenkbar im Zylinderkopf gelagert. Dabei könnte dann das hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselement an dem mit dem Schaftende des Hubventils zusammenwirkenden Ende des Schwinghebels angeordnet sein. Bevorzugt wird jedoch vorgeschlagen, einen zumindest zweiteiligen Schwinghebel zu verwenden, dessen einer Schwinghebelteil schwenkbar gelagert ist, während dessen zweiter Schwinghebelteil ähnlich einer Wippe einerseits an dem hydraulischen Ventilspielausgleichselement und andererseits an dem Schaftende des Hubventils abgestützt ist, wobei die beiden Schwinghebelteile dazwischenliegend trieblich miteinander verbunden sind (mittels eines quer verlaufendem Mitnehmers oder einer Bolzengelenkverbindung).Preferred is to achieve one stiff and high design accuracy manufacturing construction the rocker arm over at least one rocker arm axis pivotally mounted in the cylinder head. It could then the hydraulic valve lash adjuster on the one with the Shaft end of the reciprocating valve interacting end of the rocker arm be arranged. However, preference is given to at least one to use two-piece rocker arm, one of which is a rocker arm part is pivoted while whose second rocker arm part is similar a rocker on the one hand on the hydraulic valve lash adjuster and on the other hand is supported on the shaft end of the lift valve, the two rocker arm parts being driven between them are connected (by means of a transverse driver or a bolt joint connection).

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von in den 1 bis 6 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen die Figuren:The invention is based on in the following 1 to 6 schematically illustrated embodiments. The figures show:

1 einen Querschnitt entlang der Linie I-I der 2 durch einen variablen Ventiltrieb im Zylinderkopf einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit zwei Hubventilen und zwei Nocken, einem verschiebbaren Kulissenteil, zwei Rollenpaketen und pro Rollenpaket einem auf jeweils ein Hubventil wirkenden Schwinghebel; 1 a cross section along the line II of 2 by a variable valve train in the cylinder head of a reciprocating piston internal combustion engine with two lift valves and two cams, a displaceable link part, two roller packs and one rocker arm acting on one lift valve per roll pack;

2 eine Ansicht gemäß Schnitt II-II der 1 auf den Ventiltrieb; 2 a view according to section II-II of 1 on the valve train;

3 eine Seitenansicht des zwischen dem Kulissenteil und dem Hubventil angeordnetem zweiteiligen Schwinghebels; 3 a side view of the two-part rocker arm arranged between the link part and the lifting valve;

4 eine Draufsicht auf den Schwinghebel gemäß 3; 4 a plan view of the rocker arm according to 3 ;

5 Darstellung des Kulissenteils. 5 Representation of the scenery part.

6 Grafiken des Ventiltriebs bei Vollhub und 6 Graphics of the valve train at full stroke and

7 die gleichen Grafiken bei Teilhub. 7 the same graphics for partial stroke.

In den 1 und 2 ist mit 10 eine Nockenwelle bezeichnet, die drehbar in einem nur teilweise dargestellten Zylinderkopf 12 einer mehrzylindrigen Hubkolben-Brennkraftmaschine gelagert ist und Nocken 14 zur Betätigung von Einlass-Hubventilen trägt, wobei zwei benachbarte Hubventile bzw. deren Ventilschäfte 16 in 2 dargestellt sind.In the 1 and 2 10 is a camshaft that rotates in a cylinder head only partially shown 12 a multi-cylinder reciprocating internal combustion engine is mounted and cams 14 for actuating inlet lift valves, two adjacent lift valves or their valve stems 16 in 2 are shown.

Zur Erzielung eines variablen Ventiltriebs ist im Zylinderkopf 12 ein Kulissenteil 18 über Passbohrungen 20 auf ortsfesten Führungsbolzen 22 verschiebbar angeordnet. Das Kulissenteil 18 ist eine ebene Platte, die sich senkrecht zur Achse der Nockenwelle 10 erstreckt. Die beiden Passbohrungen 20 sind parallel zueinander ausgebildet und in der Darstellung der 1, 2 und 5 übereinander angeordnet. Das Kulissenteil 18 kann mittels einer lediglich in den 1 und 5 dargestellten, im Zylinderkopf 12 drehbar gelagerten Exzenterwelle 60 mit darauf drehfest ausgebildetem Exzenternocken 61 über dessen Nockenkontur, die hydraulisch oder elektrisch durch Verdrehen der Exzenterwelle verstellt wird, oder mit einer anderen geeigneten Verstelleinrichtung bekannter Art in Richtung des Doppelpfeils 24 verstellt werden. Die rückstellende Wirkung erzeugt eine auf einem der ortsfesten Führungsbolzen konzentrisch gelagerte Rückstellfeder 74.To achieve a variable valve train is in the cylinder head 12 a backdrop part 18 via fitting holes 20 on stationary guide bolts 22 slidably arranged. The backdrop part 18 is a flat plate that is perpendicular to the axis of the camshaft 10 extends. The two fitting holes 20 are formed parallel to each other and in the representation of the 1 . 2 and 5 arranged one above the other. The backdrop part 18 can be used only in the 1 and 5 shown, in the cylinder head 12 rotatable eccentric shaft 60 with eccentric cams designed to be non-rotatable 61 over the cam contour, which is adjusted hydraulically or electrically by turning the eccentric shaft, or with another suitable adjusting device of known type in the direction of the double arrow 24 be adjusted. The restoring effect is generated by a return spring mounted concentrically on one of the fixed guide bolts 74 ,

Das Kulissenteil 18 ist eine ebene Platte, die sich senkrecht zur Achse der Nockenwelle erstreckt. Im Kulissenteil 18 ist senkrecht zur Plattenebene eine schlitzförmige Durchgangsöffnung 62 ausgebildet, die in der Plattenebene profiliert ist. Das Profil der schlitzförmigen Durchgangsöffnung bildet an der einen den Schlitz nach oben begrenzenden Längsseite eine Kulissenführung mit einer nach unten gekrümmten Verstellrampe 30 und einer parallel zur Verstellrichtung 24 des Kulissenteils 18 geradlinigen Vorbeschleunigungsrampe 32.The backdrop part 18 is a flat plate that extends perpendicular to the axis of the camshaft. In the backdrop 18 is a slot-shaped through opening perpendicular to the plate plane 62 trained, which is profiled in the plate plane. The profile of the slot-shaped through opening forms on the one long side delimiting the slot upwards a link guide with a downwardly curved adjustment ramp 30 and one parallel to the direction of adjustment 24 of the scenery part 18 rectilinear pre-acceleration ramp 32 ,

Durch die schlitzförmige Durchgangsöffnung hindurch erstreckt sich ein Führungsbolzen 63 senkrecht zur Plattenebene, der mit seinem mittleren Bolzenabschnitt 64 durch die Profilierung der Durchgangsöffnung 62 unter Zusammenwirkung mit den besagten Rampen 30, 32 längs der Kulissenführungsrichtung geführt verschiebbar gelagert und der senkrecht zur Plattenebene fest gelagert ist. Beiderseits des Kulissenteils 18 ist jeweils auf einer Verlängerung des Führungsbolzens 63 ein Rollenpaket 34 angeordnet bestehend aus den Rollen 34a, 34b, 34c, die jeweils drehbar und in Richtung ihrer Drehachse fest gelagert sind.A guide pin extends through the slot-shaped through opening 63 perpendicular right to the plate level, the one with its central bolt section 64 by profiling the through opening 62 in cooperation with the said ramps 30 . 32 slidably mounted along the link guide direction and which is fixed perpendicular to the plane of the plate. On both sides of the backdrop 18 is always on an extension of the guide pin 63 a role package 34 arranged consisting of the roles 34a . 34b . 34c which are each rotatable and fixed in the direction of their axis of rotation.

Das Rollenpaket 34 weist eine mittlere Rolle 34a auf (2), die an dem Nocken 14 anläuft. Links und rechts dazu benachbart sind zwei weitere Rollen 34b, 34c vorgesehen, die an den Anlaufflächen 36a, 36b eines Schwinghebels 36 abwälzen.The role package 34 has a medium role 34a on ( 2 ) on the cam 14 starts. Two more roles are adjacent to the left and right 34b . 34c provided on the contact surfaces 36a . 36b a rocker arm 36 roll off.

Die rückstellende Kraft einer vorgespannten Rückstellfeder 70 hält den mittleren Bolzenabschnitt 64 des Durchgangsbolzens 63 über den gesamten Verschiebungsbereich des Durchgangsbolzens 63 in der Durchgangsöffnung 62 in sicherem Berührkontakt zu der die Verstellrampe 30 bzw die Vorbeschleunigungsrampe 32 bildenden Führungsfläche. Beispielsweise ist hierzu – wie in den 1 und 2 dargestellt ist – jeweils eine Spiralbiegefeder als Druckfeder mit einem Federarm 72 zylinderkopffest gelagert. Der andere Federarm 71 steht jeweils unter vorgespanntem Berührkontakt zum Durchgangsbolzen 63 axial zwischen Rollenpaket 34 und Kulissenteil 18, so dass die rückstellende Federkraft den mittleren Bolzenabschnitt 64 des Durchgangsbolzens 63 über den gesamten Verschiebebereich des Durchgangsbolzens 63 in der Durchgangsöffnung 62 in sicherem Berührkontakt zu der die Verstellrampe 30 bzw die Vorbeschleunigungsrampe 32 bildenden Führungsfläche und die mittlere Rolle 34a in ständigem Berührkontakt zum korrespondierenden Nocken 14 hält.The restoring force of a preloaded return spring 70 holds the middle bolt section 64 of the through bolt 63 over the entire displacement range of the through bolt 63 in the through opening 62 in safe contact with the adjustment ramp 30 or the pre-acceleration ramp 32 forming leadership area. For example - as in the 1 and 2 is shown - each a spiral spring as a compression spring with a spring arm 72 mounted on the cylinder head. The other spring arm 71 is always under preloaded contact with the through bolt 63 axially between the roller package 34 and scenery part 18 so that the restoring spring force the middle bolt section 64 of the through bolt 63 over the entire displacement range of the through bolt 63 in the through opening 62 in safe contact with the adjustment ramp 30 or the pre-acceleration ramp 32 forming leadership and the middle role 34a in constant contact with the corresponding cam 14 holds.

Der Schwinghebel 36 setzt sich – wie in der DE 100 16 103 A1 genauer dargestellt – aus einem ersten, H-förmigen Schwinghebelteil 40 und einem dazwischen liegenden Schwinghebelteil 42 zusammen, die wie folgt angeordnet sind:
Der erste Schwinghebelteil 40 ist einerseits über Lagerbohrungen 44 auf ortsfesten Schwinghebelachsen 46 schwenkbar gelagert und trägt die Anlaufflächen 36a, 36b für die Rollen 34b, 34c des Rollenpaketes 34. Ferner weist der Schwinghebelteil 40 einen querverlaufenden Mitnehmet 48 auf, der auf dem dazwischen angeordneten zweiten Schwinghebelteil 42 nach Art einer Wippe wirkt.The rocker arm 36 sits down - like in the DE 100 16 103 A1 shown in more detail - from a first, H-shaped rocker arm part 40 and an intermediate rocker arm part 42 together, which are arranged as follows:
The first rocker arm part 40 is on the one hand about bearing holes 44 on fixed rocker arm axles 46 pivoted and supports the contact surfaces 36a . 36b for the roles 34b . 34c of the role package 34 , Furthermore, the rocker arm part 40 a transverse drive 48 on the second rocker arm part arranged between them 42 acts like a seesaw.

Der zweite Schwinghebelteil 42 stützt sich – wie in der DE 100 16 103 A1 – einerseits über eine Kugelpfanne 50 an einem einen entsprechenden Kugelkopf aufweisendem Ventilspiel-Ausgleichselement 52 ab, das im Zylinderkopf 12 wie dargestellt angeordnet ist. Dessen anderes Ende trägt einen Mitnehmen 53, der mit dem Schaftende des Hubventils 16 zusammenwirkt.The second rocker arm part 42 is supported - as in the DE 100 16 103 A1 - on the one hand via a ball socket 50 on a corresponding valve head compensation element 52 from that in the cylinder head 12 is arranged as shown. The other end carries a take away 53 that with the stem end of the globe valve 16 interacts.

Durch die beschriebene Anordnung wird eine exakte Ventilbetätigung mit ruhendem Ventilspielsausgleichselement 52 (geringere bewegte Massen) geschaffen.Due to the arrangement described, an exact valve actuation with a stationary valve play compensation element is possible 52 (less moving masses) created.

Wie insbesondere aus der 1 ersichtlich ist, liegt die Verstellrampe 30 nach unten gekrümmt in einer etwa senkrechten Richtung insgesamt gesehen etwa senkrecht zur Verstellrichtung 24 des Kulissenteiles 18 auslaufend. Das Rollenpaket 34 wirkt auf den Schwinghebel 36, wobei dessen Anlaufflächen 36a, 36b in 1 parallel zur Verstellrichtung 24 und somit zur Vorbeschleunigungsrampe 32 ausgerichtet sind. Der Schwinghebel 36 liegt dabei im wesentlichen unterhalb der Nockenwellen-Drehachse 10a zwischen dem tangential zum Nocken 14 verstellbaren Kulissenteil 18 und dem Hubventil 16. Die geradlinige Vorbeschleunigungsrampe 32 ist parallel zur Verstellrichtung 24 des Kulissenteils 18 ausgebildet.As especially from the 1 the adjustment ramp is visible 30 curved downward in an approximately vertical direction as a whole, approximately perpendicular to the direction of adjustment 24 of the scenery part 18 discontinued. The role package 34 acts on the rocker arm 36 , with its contact surfaces 36a . 36b in 1 parallel to the direction of adjustment 24 and thus to the pre-acceleration ramp 32 are aligned. The rocker arm 36 lies essentially below the camshaft axis of rotation 10a between the tangent to the cam 14 adjustable backdrop part 18 and the lift valve 16 , The straight forward acceleration ramp 32 is parallel to the direction of adjustment 24 of the scenery part 18 educated.

Die 1 und 2 (entspricht dem Vollhub) zeigen den Schwinghebel 36 (vgl. 3 und 4) bzw. dessen Schwinghebelteil 40 in der Position bei geschlossenem Hubventil 16, wobei der Schwinghebel 36 insgesamt über das Ventilspielausgleichselement 52 spielfrei gehalten ist.The 1 and 2 (corresponds to the full stroke) show the rocker arm 36 (see. 3 and 4 ) or its rocker arm part 40 in the position with the globe valve closed 16 , the rocker arm 36 overall via the valve lash adjuster 52 is kept free of play.

In dieser Position steht die mittlere Rolle 34a in Berührkontakt mit dem im Grundkreis 14b des Nockens 14 ausgebildeten Umfangsabschnitt des Nockens 14 und der mittlere Bolzenabschnitt 64 des Durchgangsbolzen 63 in Berührkontakt zur Vorbeschleunigungsrampe 32.The middle role is in this position 34a in contact with that in the base circle 14b of the cam 14 trained peripheral portion of the cam 14 and the middle bolt section 64 of the through bolt 63 in contact with the pre-acceleration ramp 32 ,

In dieser Position steht das Rollenpaket 34 auch in Berührkontakt mit den Anlaufflächen 36a, 36b des Schwinghebels 36. Bei einer Ventilbetätigung wird zunächst aufgrund der Nockenkontur die in ständigem Berührkontakt zur Nockenkontur des Nockens 14 über die Rückstellfeder 70 gehaltene mittlere Rolle und somit das gesamt Rollenpaket 34 unter Beibehaltung des Berührkontaktes des mittleren Bolzenabschnitts 64 des Durchgangsbolzens 63 zu dem geradlinig ausgebildeten, die Vorbeschleunigungsrampe 32 bildenden Führungsbereich a unter Beibehaltung des Berührkontaktes zu den parallel zur Vorbeschleunigungsrampe 32 ausgebildeten Anlaufflächen 36a, 36b des Schwinghebels 36 unter Vorbeschleunigung verschoben. Sobald der mittlere Bolzenabschnitt 64 des Durchgangsbolzens 63 in den nach unten gekrümmten Verstellrampe 30 bildenden Führungsbereich b der Führungsfläche der Kulisse des Kulissenteils erreicht, wird der Durchgangsbolzen 63 unter ständig über die Rückstellfeder 70 gesicherten Berührkontakt zur Verstellrampe 30 entlang der Kontur der Verstellrampe 30 nach unten bewegt. Hierdurch wird über die Rolle 34b, 34c und die Anlaufflächen 36a, 36b des Schwinghebels 36 in der weiteren Erzeugungsbewegung das Hubventil 16 betätigt.The roll package is in this position 34 also in contact with the contact surfaces 36a . 36b of the rocker arm 36 , When a valve is actuated, the cam contour means that it is in constant contact with the cam contour of the cam 14 via the return spring 70 held middle role and thus the entire role package 34 while maintaining the contact contact of the middle bolt section 64 of the through bolt 63 to the straight line, the pre-acceleration ramp 32 forming guide area a while maintaining contact with the parallel to the pre-acceleration ramp 32 trained contact areas 36a . 36b of the rocker arm 36 shifted under pre-acceleration. Once the middle bolt section 64 of the through bolt 63 in the downward curved adjustment ramp 30 reached guide area b of the guide surface of the link of the link part, the through bolt 63 under constantly via the return spring 70 secured contact to the adjustment ramp 30 along the contour of the adjustment ramp 30 moved down. This will over the role 34b . 34c and the contact areas 36a . 36b of the rocker arm 36 in the further production movement the lift valve 16 actuated.

Beim Schließen des Hubventils 16 wiederum wird der Schwinghebel 36 aufgrund der Nockenkontur des Nockens 14 und der rückstellenden Kraft der auf den Durchgangsbolzen 63 wirkenden Rückstellfeder 70 entsprechend der nach oben gerichteten gekrümmten Bewegung des Rollenpakets 34 entlang der Verstellrampe 30 nach oben geschwenkt und – sobald der mittlere Teil des Durchgangsbolzens 63 die geradlinige horizontale Vorbeschleunigungsrampe 30 erreicht – wird lediglich der Durchgangsbolzen 63 mit Rollenpaket 34 parallel zwischen der Vorbeschleunigungsrampe 30 und der Anlauffläche 36a, 36b des Schwinghebels 36 verschoben. Die Anlaufflächen 36a, 36b sind dabei so am Schwinghebel 36 ausgebildet, dass sie in dieser geschlossenen Position des Hubventils parallel zur Vorbeschleunigungsrampe 30 erstreckt sind. Ein Verschwenken des Schwinghebels 36 findet somit während der Bewegung des Durchgangsbolzens 63 entlang der Vorbeschleunigungsrampe 30 nicht statt.When closing the globe valve 16 again the rocker arm 36 due to the cam contour of the cam 14 and the restoring force on the through bolt 63 acting return spring 70 corresponding to the upward facing ge curved movement of the roller package 34 along the adjustment ramp 30 pivoted upwards and - as soon as the middle part of the through bolt 63 the linear horizontal pre-acceleration ramp 30 reached - only the through bolt is reached 63 with roll package 34 parallel between the pre-acceleration ramp 30 and the contact area 36a . 36b of the rocker arm 36 postponed. The contact areas 36a . 36b are so on the rocker arm 36 formed that in this closed position of the lift valve parallel to the pre-acceleration ramp 30 extends. A pivoting of the rocker arm 36 thus takes place during the movement of the through bolt 63 along the pre-acceleration ramp 30 not instead.

Die Ausbildung der Führungsfläche zur Vorbeschleunigung und zur Verstellung an einer gemeinsamen Seite der schlitzförmigen Durchgangsöffnung ermöglicht die einfache Fertigung eines Kulissenteils, bei welchem beim Übergang zwischen Vorbeschleunigungsphase und zwischen Verstellphase sicherer Kontakt der Führungsrollen gewährleistet werden kann. Kraftspitzen durch Wechsel der Führungsflächen werden vermieden. Die Vorbeschleunigung des Rollenpakets 34 erfolgt mit Kontakt der Rollen zum Hebel ohne den Hebel dabei aufzudrücken. Dabei ist die Größe der Vorbeschleunigung mit der Ausbildung des Hebels und der Rückstellfeder derart abgestimmt, dass das Ventil nicht vorzeitig öffnet.The formation of the guide surface for pre-acceleration and for adjustment on a common side of the slot-shaped through-opening enables the simple manufacture of a link part, in which reliable contact of the guide rollers can be ensured during the transition between the pre-acceleration phase and between the adjustment phase. Force peaks caused by changing the guide surfaces are avoided. The pre-acceleration of the roller package 34 occurs when the rollers contact the lever without pressing the lever open. The size of the pre-acceleration is coordinated with the design of the lever and the return spring so that the valve does not open prematurely.

Bei abnehmendem Ventilhub, die bei der Verstellung des Kulissenteils 18 über den Exzenternocken 61 auf der in 1 gezeigten Darstellung nach rechts erfolgt, nimmt die Strecke a der Vorbeschleunigungsrampe entspre chend zu. Auf diese Weise kann durch Verstellen des Kulissenteils der Ventilhub variabel eingestellt werden, wodurch gleichzeitig die Phase der Vorbeschleunigung den Erfordernissen entsprechend angepasst wird.With decreasing valve lift, when adjusting the link part 18 over the eccentric cam 61 on the in 1 shown shown to the right, the distance a of the pre-acceleration ramp increases accordingly. In this way, the valve lift can be variably adjusted by adjusting the link part, whereby the phase of the pre-acceleration is simultaneously adapted to the requirements.

Die geometrische Auslegung des Nockens 14 und der Verstellrampen 30, 32 im Kulissenteil 18 sind anhand der Grafiken gemäß 6 und 7 näher erläutert.The geometrical design of the cam 14 and the adjustment ramps 30 . 32 in the backdrop 18 are according to the graphics 6 and 7 explained in more detail.

Dabei zeigt die 6 die Bewegungskurven bei einem Vollhub und die 7 die Bewegungskurven bei einem Teilhub des Hubventils 16.The shows 6 the movement curves for a full stroke and the 7 the movement curves for a partial stroke of the globe valve 16 ,

Dabei ist im Diagramm der Ventilhubverlauf über den Öffnungswinkel dargestellt. Mit s_v ist die jeweilige Ventilhubdauer eingetragen.The diagram shows the course of the valve stroke over the opening angle. The respective valve stroke duration is entered with s _v .

Die Kurve m entspricht der Auslenkbewegung des Rollenpaketes 34 durch den Nocken 14, wobei die Anteile der Erregungsbewegung dem Leerweg a des Rollenpaketes 34 entsprechen.The curve m corresponds to the deflection movement of the roller set 34 through the cam 14 , the proportions of the excitation movement being the free travel a of the roller package 34 correspond.

Auch bei Vollhub (6) leegt ein Leerweg a vor, der den Anfangspunkt der Erzeugungsbewegung (Ventilbetätigung) auf den Ast zwischen b und c der Kurve m legt, der etwa einer gleichmäßigen Auslenkgeschwindigkeit des Rollenpaketes 34 durch den Nocken 14 entspricht.Even at full stroke ( 6 ) provides an idle path a, which places the starting point of the production movement (valve actuation) on the branch between b and c of curve m, which is approximately a uniform deflection speed of the roller package 34 through the cam 14 equivalent.

Die Kurve d beschreibt die geometrische Auslegung der Verstellrampe 30, die in Verbindung mit der Auslegung der Kurve m die tatsächliche Ventilerhebung gemäß Kurve e über die Ventilhubdauer s_v ergibt. Die weitere Kurve f beschreibt den Verlauf der Ventilbeschleunigung, wobei bemerkenswert ist, dass die Beschleunigungsspitzen bei Vollhub (6) und Teilhub (7) etwa gleich sind.Curve d describes the geometric design of the adjustment ramp 30 which, in conjunction with the design of curve m, gives the actual valve lift according to curve e over the valve lift duration s _v . The further curve f describes the course of the valve acceleration, it being remarkable that the acceleration peaks at full stroke ( 6 ) and partial stroke ( 7 ) are about the same.

Der beschriebene Ventiltrieb ermöglicht somit „füllige" Ventilerhebungskurven e für den Vollhub der Hubventile 16, ohne erhöhte Beschleunigungsspitzen bei Teilhub.The valve train described thus enables “full” valve lift curves e for the full lift of the globe valves 16 , without increased acceleration peaks during partial stroke.

1010: Nockenwellecamshaft
1212: Zylinderkopfcylinder head
1414: Nockencam
14b14b: NockengrundkreisCam base circle
1616: Ventilschaft des Hubventilsvalve stem of the lift valve
1818: Kulissenteillink part
2020: Passbohrungfitting bore
2222: Führungsbolzenguide pins
2424: Verschieberichtungdisplacement direction
3030: Verstellrampeshifting ramp
3232: VorbeschleunigungsrampeVorbeschleunigungsrampe
3434: Rollenpaketrole package
34a34a: Rollerole
34b34b: Rollerole
34c34c: Rollerole
3636: Schwinghebelrocker
36a36a: AnlafflächeAnlaffläche
36b36b: Anlaufflächeapproach surface
4040: SchwinghebelteilCam follower part
4242: SchwinghebelteilCam follower part
4444: Lagerbohrungbearing bore
4646: SchwinghebelachseRocker shaft
4848: Mitnehmertakeaway
5050: Kugelpfanneball socket
5252: Ausgleichselementcompensation element
5353: Mitnehmertakeaway
6060: Exzenterwelleeccentric shaft
6161: Exzenternockeneccentric cams
6262: DurchgangsöffnungThrough opening
6363: DurchgangsbolzenThrough bolt
6464: Mittlerer Bolzenabschnittmiddle bolt section
7070: RückstellfederReturn spring
7171: Federarmspring arm
7272: Federarmspring arm
7373: Federarmspring arm
7474: RückstellfederReturn spring

Claims

Variable valve train for reciprocating piston machines, in particular internal combustion engines, with at least two cams of a camshaft rotatably mounted in a cylinder head, the cams each actuating a lift valve via a roller set which is displaceably guided in a link part along an adjustment ramp and a downstream valve actuating element, the valve lift being displaced by displacement of the link part is variably adjustable relative to the cam and the roller package is resiliently biased against the cam, characterized in that along one for both roller packages ( 34 ) in a common backdrop ( 18 ) commonly designed adjustment ramp ( 30 ) both roller sets are guided to move together.

Valve train according to Claim 1, in which the two roller packs ( 34 ) adjacent to each other on both sides of the between these two sets of roles ( 34 ) arranged common backdrop part ( 18 ) are arranged.

Valve train according to claim 2, wherein in the link part ( 18 ) one through the backdrop part ( 18 ) extends formed slot-shaped guide opening ( 62 ) is formed, the contour (b) of the common adjustment ramp ( 30 ) and with a common guide element ( 63 ) through the guide opening ( 62 ) extends in the guide opening ( 62 ) is designed to be displaceably supported, on which both roller sets ( 34 ) are rotatably mounted.

Valve train according to claim 3, wherein the common guide element ( 63 ) is a bearing pin that passes through the guide opening ( 62 ) extends.

Valve train according to claim 3 or 4, wherein the common guide element ( 63 ) on both sides of the scenery part ( 18 ) is extended to the outside, with a roll package ( 34 ) is rotatably mounted.

Valve train according to one or more of the preceding claims, wherein between the cam base circle ( 14b ) and valve actuation element ( 36 ) an excitation movement of the roller package ( 34 ) enabling free travel (a) is provided.

Valve train according to Claim 6, in which the excitation movement of the roller set ( 34 ) the initial acceleration and the final deceleration of the contour of the cam ( 14 , Free travel corresponds to a).

Valve train according to claims 7, in which the contact surfaces ( 36a . 36b ) of the rocker arm ( 16 ) for the role package ( 34 ) parallel to the direction of movement ( 24 ) of the scenery part ( 18 ) is aligned.

Valve train according to one or more of Claims 6 to 8, in which the adjustment ramp ( 30 ) and a pre-acceleration ramp ( 32 ) for the excitation movement (free travel a) of the roller package ( 34 ) in a slot-shaped backdrop guide ( 62 ) are formed, the adjustment ramp ( 30 ) and the pre-acceleration ramp ( 32 ) the guide sections (a, b), arranged one behind the other, of one side for guiding the roller packs ( 34 ) form the guide surface of the link guide acting on the guide element.

Valve train according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that each roller set ( 34 ) by means of at least one leg spring ( 56 ) against the cam ( 14 ) is biased.

Valve train according to one or more of Claims 1 to 9, in which the link part ( 18 ) via appropriate fitting holes ( 20 ) on the cylinder head ( 12 ) attached guide pins ( 22 ) is performed.

Valve train according to one or more of claims 1 to 10, in which the rocker arm ( 36 ) each via one or more rocker arm axles ( 46 ) is pivotally mounted.

Valve train according to one or more of claims 1 to 11, in which the rocker arm ( 36 ) is each formed at least in two parts, the first rocker arm part ( 40 ) swiveling over the rocker arm axles ( 46 ) is stored and the contact surfaces ( 36a ) for the role package ( 34 ) and driven with a second rocker arm part arranged parallel to it ( 42 ) that interacts on the one hand with a hydraulic valve lash adjuster ( 52 ) pivotally supported and on the other hand at the shaft end of the lift valve ( 16 ) attacks.

Valve train according to claim 12, wherein the first rocker arm part ( 40 ) H-shaped with two lever sections with contact surfaces ( 36a ) and one on the second rocker arm part ( 42 ) acting, transverse take away ( 48 ) and that the second rocker arm part ( 42 ) between the two lever sections of the first rocker arm part ( 40 ) runs.