DE1203538B

DE1203538B - Zwanglaeufig nockenbetaetigte Ventilsteuerung fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1203538B
Application number: DEZ7146A
Authority: DE
Inventors: Luigi Zanini
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-02-21
Filing date: 1959-02-21
Publication date: 1965-10-21
Also published as: FR1248981A

Description

Zwangläufig nockenbetätigte Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine zwangläufig nockenbetätigte Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen, bei welcher mindestens ein Ventilbetätigungshebel auf einer gemeinsamen Achse mit je einem diesem zugeordneten, als Kipphebel ausgebildeten, von auf einer gemeinsamen Nockenwelle versetzt angeordneten Schließ- und Öffnungsnocken gesteuerten Schließ- und Öffnungshebel angeordnet ist, welche Hebel über Mitnehmer formschlüssig am Ventilbetätigungshebel angreifen, wobei das exakte Schließen des Ventils in der letzten Phase der Schließbewegung mittels auf den Ventiltrieb wirkender vorgespannter Federkraft erfolgt.
Bei einer bekannten Ventilsteuerung dieser Art werden gebräuchliche, auf den Ventilschaft aufgeschobene und am Gehäuse abgestützte Ventilfedern verwendet, die auf den Schaft während der gesamten Öffnungsbewegung desselben eine gegenläufige Kraft ausüben. Dies bedeutet einen unerwünschten Kraft-und Energieaufwand. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, ohne derartige, auf dem Ventilschaft angeordnete bzw. auf denselben unmittelbar einwirkende Ventilfedern auszukommen, die während des gesamten Öffnungshubes des Ventils nachteilig wirksam sind.
Gemäß der Erfindung besteht zwischen Ventilbetätigungshebel und Ventilschaft Formschluß und die durch Anschlag einseitig festgelegte Achse ist in einer Geradführung gegen Federkraft in radialer .Richtung geringfügig verschiebbar. Dabei erfolgt die Verschiebung in einer Ebene, in der annähernd die Nockenwelle liegt und die weitgehend von jeder zur nockenwellenparallelen Ventilschaftebene parallelen Ebene abweicht.
Es ist zwar bereits bekannt, eine formschlüssige Verbindung zwischen Ventilbetätigungshebel und Ventilschaft herzustellen und die durch Anschlag einseitig festgelegte Achse in einer Geradführung gegen Federkraft in radialer Richtung geringfügig verschiebbar anzuordnen. Bei dieser Bauweise, bei welcher übrigens die Nocken unmittelbar an den Kipphebeln angreifen, werden die Kipphebel in einer Richtung betätigt, in der auch die die Kippachse tragenden Lager entgegen dem Druck einer Schraubenfeder verschiebbar sind. Eine solche Anordnung führt zu einem Flattern der Ventile, wobei im Resonanzfall eine Steuerung in dem gewünschten Sinne überhaupt nicht mehr möglich ist. Erfolgt dagegen die Verschiebung der Achse in einer von der erwähnten Ventilschaftebene abweichenden Ebene, wobei im übrigen die Nocken nicht unmittelbar an den Kipphebeln angreifen, so tritt das nachteilige Flattern der Ventile nicht mehr auf. Dabei wird aber auch eine unnötige Beanspruchung der Vorspannfeder für den Ventilbetrieb und damit ein unnötiger Kraftaufwand vermieden, indem allenfalls im letzten Teil der Schließbewegung des Ventilbetätigungshebels eine die entsprechende Feder beanspruchende Kraft aufgewendet werden muß.
Damit unterscheidet sich der Gegenstand der Erfindung auch vorteilhaft von einer anderen bekannten zwangläufigen Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen, bei welcher ein dreiarmiger Steuerhebel benutzt wird, dessen einer Arm auf den Ventilstößel einwirkt und dessen beide andere Arme gabelförmig vom Nocken gesteuert werden. Dabei erfolgt nämlich der Steuervorgang der Ventile zum Teil kraftschlüssig und nicht, wie bei der vorliegenden Erfindung angestrebt, im wesentlichen formschlüssig. Im übrigen ist bei der bekannten Bauweise für jeden Steuerhebel, d. h., für Einlaß- und Auslaßventil, eine besondere Schwenkachse erforderlich.
Man hat auch bereits bei einer weiteren bekannten Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen den Schließ- und Öffnungshebel mit dem Ventilbetätigungshebel starr verbunden, wobei jedoch zwischen diesem und dem zugehörigen Ventilschaft ein Zwischenlenker eingeschaltet ist. Im übrigen ist auch hierbei eine unmittelbar auf den Ventilschaft einwirkende Dämpfungs- und Schließfeder erforderlich.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
F i g. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen teil-«reise aufgebrochenen Zylinderkopf mit der erfindungsgemäßen Ventilsteuereinrichtung; F i g. 2 zeigt die Gelenkverbindung zwischen dem Ventilbetätigungshebel und dem Ventilschaft in einer abgewandelten Ausführungsform.
Gemäß dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind innerhalb des Zylinderkopfes 1 Gleitführungen 2 vorgesehen, in welchen Lagerblöcke 3 parallel zur Zylinderachse verschiebbar angeordnet sind. In die Lagerblöcke 3 ragt mit beiden Enden eine Achse 4 hinein, um welche zwei Ventilbetätigungshebel 5 a und 5 b für das Einlaßventil 6 a und das Auslaßventil 6 b schwenkbar gelagert sind. Die Ventilbetätigungshebel 5 a und 5 b sind zweiarmig, und zwar in Form eines kniehebelartigen Kipphebels ausgebildet. An ihrem einen Ende tragen sie einen Gleitstein 7, der in eine in einem Ansatz 8 des Ventilschafts 9 vorgesehene Öffnung 10 eingreift. Das formschlüssig mit dem Ventilschaft 9 verbundene Ende des Ventilbetätigungshebels 5 a bzw. 5 b kann, «@ie in F i g. 2 veranschaulicht, auch gabelförmig ausgebildet sein, wobei die Gabelenden 21 in eine in einem Ansatz 22 des Ventilschafts 9 vorgesehene Ringnut 23 eingreifen. Der andere Arm des VentilbetätigUngshebels 5 a bzw. 5 b, der sich über die Achse 4 nach oben erstreckt, weist einen nach beiden Seiten ausladenden als Mitnehmer wirkenden Zapfen 11 auf, der parallel zur Achse 4 verläuft.
Jedem der beiden Ventilbetätigungshebel 5 a und 5 b sind zwei gleichfalls auf der Achse 4 gelagerte als Öffnungs- und Schließhebel wirkende übertragungshebel 12 und 13 zugeordnet. Die übertragungshebel 12 und 13 sind wie die Ventilbetätigungshebel 5 a und 5 b zweiarmig ausgebildet und liegen, beiderseits des Ventilbetätigungshebels angeordnet und in entgegengesetzter Richtung auf diesen einwirkend, mit dem Ende des sich über die Achse 4 nach oben erstreckenden Armes am Zapfen 11, und zwar an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen desselben an.
Parallel zu der Achse 4 ist im Zylinderkopf 1 eine Nockenwelle 14 gelagert, welche über Zahnräder od. dgl. von der Kurbelwelle aus angetrieben wird. Jedem der Ventilbetätigungshebel 5 a und 5 b ist ein aus den Nocken 15 und 16 bestehendes Nockenpaar zugeordnet. Gegen die zueinander versetzt angeordneten Nocken 15 und 16 eines Nockenpaares liegen die sich nach unten erstreckenden Arme der einem Ventilbetätigungshebel 5 a bzw. 5 b zugehörigen Übertragungshebel 12 und 13 an. Jeder der Lagerblöcke 3 für die Achse lagert auf einer Druckfeder 17 und ist in seiner Bewegung in der Kraftrichtung der Druckfeder durch einen verstellbaren Anschlag begrenzt. Dieser Anschlag ist von einer im Zylindercleckel 18 vorgesehenen Schraube 19 gebildet, die durch eine Kontermutter 20 abgesichert ist.
Die Arbeitsweise der Ventilsteuereinrichtung ist wie folgt: In der in der Zeichnung dargestellten Stellung ist das Ventil 6 a geöffnet und das Ventil 6 b geschlossen. Bei der anschließenden Drehung der Nockenwelle 14 wird durch den einen Nocken 15 des dem Ventilbetätigungshebels 5 a zugehörigen Nockenpaares der Übertragungshebel 12 angehoben, wobei dieser über den Zapfen 11 auf den Ventilbetätigungsllebel 5 a einwirkt. Durch die damit verbundene Verschwenkung des Ventilbetätigungshebels 5 a wird der Ventilschaft 9 angehoben und somit das Ventil 6 a geschlossen. Der Übertragungshebel 13 wird dabei durch den Zapfen 11 angehoben und gegen den Nocken 16 des Nockenpaares gedrückt. Die Arbeitsweise des Ventilbetätigungshebels 5 b und der diesem zugehörigen Übertragungshebel ist analog. Durch die entsprechende Versetzung der Nocken 15 und 16 eines Nockenpaares ist gewährleistet, daß die Ventile im richtigen Zeitpunkt öffnen und schließen.
Durch die entsprechende Formgebung der Nocken kann die Öffnungs- und auch die Schließbewegung der Ventile den optimalen Verhältnissen angepaßt werden. Im Zeitpunkt der Anpressung der Ventile gegen den Ventilsitz wirkt dem Betätigungshebelmoment ein Gegenmoment in Form eines Kräftepaares entgegen, das vom Ventilsitzwiderstand und dem elastischen Widerstand der Druckfedern 17 bestimmt ist. Dabei erfahren die das Auflager für die Achse 4 bildenden Druckfedern eine nur wenige Millimeterbruchteile betragendeZusammendrückung.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Ventilsteuereinrichtung an einem einzelstehenden Zylinder. Selbstverständlich ist eine derartige Ventilsteuereinrichtung für sämtliche Bauformen von Viertaktmotoren verwendbar.

Claims

Patentansprüche: 1. Zwangläufig nockenbetätigte Ventilsteuerung für Brennkraftmaschinen, bei welcher mindestens ein Ventilbetätigungshebel auf einer gemeinsamen Achse mit je einem diesem zugeordneten, als Kipphebel ausgebildeten, von auf einer gemeinsamen Nockenwelle versetzt angeordneten Schließ- und Öffnungsnocken gesteuerten Schließ-und Öffnungshebel angeordnet ist, welche Hebel über Mitnehmer formschlüssig am Ventilbetätigungshebel angreifen, wobei das exakte Schließen des Ventils in der letzten Phase der Schließbewegung mittels auf den Ventiltrieb wirkender vorgespannter Federkraft erfolgt, d a d u r c h gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise Formschluß zwischen Ventilbetätigungshebel (5a, 5b) und Ventilschaft (9) besteht und die durch Anschlag (19) einseitig festgelegte Achse (4) in einer Geradführung (2) gegen Federkraft in radialer Richtung geringfügig verschiebbar ist und daß die Verschiebung in einer Ebene erfolgt, in der annähernd die Nockenwelle (14) liegt und die weitgehend von jeder zur nockenwellenparallelen Ventilschaftebene parallelen Ebene abweicht.
2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer als am Ventilbetätigungshebel (5a, 5b) angeordneter Zapfen (11) ausgebildet ist.
3. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft- bzw. Bewegungsübertragung zwischen dem Schließ- bzw. dem Öffnungshebel (12 bzw. 13) und dem als Kipphebel ausgebildeten Ventilbetätigungshebel (5a, 5b) in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Verschiebungsrichtung der Achse (4) erfolgt.
4. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (4) von Gleitsteinen (3) getragen wird, die in gehäusefesten Führungen (2) verschiebbar sind und sich auf Druckschraubenfedern (17) stützen.
5. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließ-und der Öffnungshebel (12, 13) auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilbetätigungshebels (5a, 5b) gelagert sind.
6. Ventilsteuerung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließ-bzw. Öffnungshebel (12 bzw. 13) als doppelarmige Hebel ausgebildet sind, deren Lastarme sich im wesentlichen parallel zur Zylinderachse über die Achse (4) nach oben erstrecken und deren Kraftarme sich von der Achse (4) im wesentlichen parallel zur Zylinderachse nach unten erstrecken, wobei die Nockenwelle (14) parallel zu der Achse (4) unterhalb dieser angeordnet ist.
7. Ventilsteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlag der Gleitsteine (3) eine in einem Gehäuseansatz (18) geführte Stellschraube (19) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 417587, 447027, 447 028; französische Patentschriften Nr. 618 989, 1029745.