DE19622174A1 - Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Ventiltrieb einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine einer
Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruches.
Ein derartiger Ventiltrieb ist beispielsweise in der EP 0 515 520 B1 beschrieben und
weist einen Stößel aus zwei konzentrischen Tassenelementen auf, von denen das
innere mit seiner einen Stirnseite am Ventilschaft des Gaswechselventils anliegt. Der
Stößel wirkt mit dem Nocken einer Nockenwelle zusammen, der drei Teilnocken mit
unterschiedlichen Nockenbahnen aufweist. Die beiden äußeren Nockenbahnen haben
den gleichen Hubverlauf und wirken auf das äußere Tassenelement. Der mittlere
Teilnocken hat einen davon abweichenden Hubverlauf mit geringerer Hubhöhe und
wirkt auf das innere Tassenelement. Die beiden konzentrischen Tassenelemente
können durch hydraulische Beaufschlagung eines Koppelelementes miteinander
gekoppelt oder in einer zweiten Schaltstellung dieses Koppelelementes unabhängig
voneinander bewegt werden. In der gekoppelten Schaltstellung sind die beiden
Tassenelemente miteinander verbunden, so daß diese dem Hubverlauf der Teilnocken
mit größerem Hub folgen. Über das Koppelelement und das innere Tassenelement
wird diese Bewegung auf den Ventilschaft übertragen. In der zweiten Schaltstellung
des Koppelelementes sind die beiden Tassenelemente unabhängig voneinander
beweglich. Der Ventilschaft wirkt in dieser Schaltstellung mit dem mittleren Teilnocken
mit geringerem Hub zusammen. Das äußere Tellerelement folgt der Hubwegung der
äußeren Teilnocken, wobei jedoch keine Verbindung zum inneren Tassenelement bzw.
zum Ventilschaft besteht. Bei diesen Stößeln besteht jedoch die Möglichkeit, daß das
Koppelelement durch hydraulische Beaufschlagung jederzeit aus seiner momentanen
Schaltstellung heraus verstellbar ist. Die Verschieblichkeit des Koppelelementes ist in
der Regel nur gegeben, sofern sich alle Teilnocken im Zusammenwirken mit dem
zugehörigen Tassenelement in ihrer Grundkreisphase befinden, da nur in dieser
Schaltstellung das Koppelelement frei beweglich ist. Die Druckbeaufschlagung des
Koppelelementes erfolgt jedoch unabhängig davon, so daß unter Umständen die Zeit
für eine vollständige Verstellung des Koppelelementes von einer Schaltstellung in die
andere nicht ausreicht. Dabei können dann unerwünschte Kantenbelastungen mit
hohem Verschleiß auftreten. Unter Umständen kann es auch vorkommen, daß das
Koppelelement bei nichtausreichender Verschiebung durch die aus dem Ventiltrieb
wirkenden Kräfte zurückgedrückt wird, so daß das Ventil nach einem Teilhub
ungedämpft in den Ventilsitz zurückschlägt, was stark störende Geräusche und
zusätzlichen Verschleiß verursacht.
Aus der DE 44 05 189 A1 ist weiterhin ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit
einem Stößel für ein abschaltbares Gaswechselventil bekannt, der ein Koppelelement
aufweist, mit dem das zugehörige Gaswechselventil aktivierbar oder deaktivierbar ist.
Dieses Koppelelement ist längsverschieblich und weist eine Bohrung auf, in die in einer
Schaltstellung der Ventilschaft eintauchen kann. In dieser Schaltstellung ist eine
Hubbewegung des Stößels möglich, die jedoch nicht auf den Ventilschaft übertragen
wird. Das Verschieben des Koppelelementes ist nur innerhalb definierter
Nockenbahnen möglich. Dazu wirkt das Koppelelement mit einer Sperreinrichtung
zusammen, die aus einer federnden Sperrzunge und einem Betätigungsstift besteht.
Die federnde Sperrzunge greift in definierten Stellungen in das Koppelelement ein. Der
Taststift greift eine Nockenkontur des zugehörigen Nockens ab und überträgt diese
auf das Sperrelement, wobei nur in vorgegebenen Nockenbahnbereichen eine
Entlastung des Sperrelementes und damit ein Verschieben des Koppelelementes
möglich ist.
Darüber hinaus ist aus der DE 37 35 156 C2 ein Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
bekannt, bei dem zwei Gaswechselventile über Schlepphebel vom dreiteiligen Nocken
einer Nockenwelle beaufschlagt werden. Die drei Schlepphebel sind benachbart
zueinander angeordnet und auf einer gemeinsamen Achse gelagert. Die beiden
äußeren Schlepphebel wirken mit den beiden äußeren Nockenbahnen des dreiteiligen
Nockens zusammen, der mittlere Schlepphebel wirkt mit der mittleren Nockenbahn
mit größerem Ventilhub zusammen. In den drei zusammengehörigen Schlepphebeln ist
ein Koppelelement geführt, mit dem in einer ersten Schaltstellung die drei
Schlepphebel miteinander gekoppelt sind, so daß diese dem Hubverlauf der mittleren
Nockenbahn mit größeren Hubhöhe folgen. Im entkoppelten Zustand werden die
beiden Gaswechselventile von den beiden äußeren Schlepphebeln beaufschlagt, die
dem Hubverlauf der äußeren Nockenbahnen folgen. Der mittlere Schlepphebel hat
dabei keinen Einfluß auf den Ventilhub.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
nach der Gattung des Hauptanspruches so zu verbessern, daß undefinierte
Schaltstellungen vermieden werden und sichergestellt wird, daß das Koppelelement
stets sicher von einer seiner Endstellungen in die andere Endstellung überführt werden
kann. Damit sollen gleichzeitig unerwünschte Bauteilbelastungen durch ungenügendes
Tragverhalten vermieden werden.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches
gelöst. Durch Ausbildung einer Verriegelungskontur am Koppelelement, die mit einem
Verriegelungselement zusammenwirkt, welches das Koppelelement
nockenbahnabhängig freigibt oder sperrt, ist sichergestellt, daß das Koppelelement
sich nur innerhalb definierter Nockenbahnbereiche verschieben läßt. Damit kann
sichergestellt werden, daß bei Anliegen eines für das Verschieben des
Koppelelementes erforderlichen hydraulischen Druckes oder eine Federvorspannung
stets ausreichende Zeit während der Grundkreisphase des zugehörigen Nockens
verbleibt, so daß ein sicheres Durchschalten des Koppelelementes von einer in die
andere Schaltstellung gegeben ist. Durch den direkten Eingriff des
Verriegelungselements in eine am Koppelelement ausgebildete Verriegelungskontur
wird darüberhinaus der Bauteilaufwand reduziert, wodurch einerseits Bauteile und
andererseits Bauraum eingespart werden können.
Die nockenbahnabhängige Sperrung bzw. Freigabe des Koppelelementes kann auf
vorteilhafte Weise so ausgeführt werden, daß ein Abtastelement eine Nockenkontur
der Nockenwelle abtastet und auf das Verriegelungselement so überträgt, daß dieses
in einem ersten Nockenbahnbereich das Koppelelement verriegelt und in einem
zweiten Nockenbahnbereich freigibt. Dieses Abtastelement kann beispielsweise als
mechanisch wirkendes Bauteil ausgeführt sein, das eine Außenkontur der Nockenbahn
bzw. des Nockenbereiches abtastet. Es ist jedoch auch möglich, die Nockenkontur
optisch oder elektrisch oder mit anderen an sich bekannten Arten der Erfassung
abzugreifen und daraus ein Signal abzuleiten, das an das Verriegelungselement
übertragen wird.
Der erfindungsgemäße Ventiltrieb kann auf vorteilhafte Weise mit unterschiedlichen
Arten der Ventilhubübertragung eingesetzt werden. So ist in einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung die Übertragung des durch den Nocken bzw. die
Nockenbahnen vorgegebenen Hubverlaufes auf das mindestens eine Gaswechselventil
durch Hubübertragungselemente nach Art eines Tassenstößels mit zwei
konzentrischen Hubelementen möglich. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung erfolgt die Hubübertragung durch Hebelelemente, beispielsweise
Schlepphebel oder Kipphebel.
Das Abtastelement und das Verriegelungselement können auf besonders vorteilhafte
Weise einstückig ausgebildet werden, wodurch eine Übertragung des Abtastsignals
sauf das Verriegelungselement ohne Zwischenbauteile direkt erfolgt und Bauteile und
eventuell auch Bauraum eingespart werden.
Weist das Koppelelement zwei beabstandete Verriegelungskonturen auf, kann auf
besonders vorteilhafte Weise das Verriegelungselement jeweils in Abhängigkeit von
der Schaltstellung in das Koppelelement eingreifen, so daß dieses in beiden
Schaltstellungen (Endstellungen) verriegelbar ist.
Das Verriegelungselement und das Koppelelement können durch aufeinander
abgestimmte Formgebung ohne weiteres so ausgebildet werden, daß eine
Zwangssteuerung des Koppelelementes während des Umschaltvorganges bzw. am
Ende des Umschaltvorganges erfolgt. Diese Zwangssteuerung wird erzielt, indem das
Verriegelungselement in Abhängigkeit von der Drehstellung des Nockens durch das
Zusammenwirken mit der Nockenkontur an der Verrieglungskontur des
Koppelelements angreift und dieses zwangsweise in eine seiner Endlagen verschiebt.
Dies kann beispielsweise durch Keilwirkung an einer Schrägfläche des
Koppelelementes erfolgen. Diese mechanische Zwangssteuerung überlagert die
hydraulische Ansteuerung und erhöht wesentlich die Sicherheit eines derartigen
Ventiltriebes.
Es ist darüberhinaus besonders vorteilhaft, wenn das Koppelelement als zylindrischer
Stift ausgebildet ist, der in den Koppelbohrungen der beiden miteinander zu
koppelnden Stößelelemente geführt ist. Die Verriegelungskontur kann dabei als
umlaufende ringförmige Vertiefung auf relativ einfache Weise hergestellt werden.
Darüberhinaus bietet eine derartige Formgebung erhebliche Vorteile bei der
Abdichtung des Koppelelementes, das damit direkt als hydraulisch beaufschlagbarer
Kolben genutzt werden kann.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen und der Beschreibung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung und
Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ventiltriebes einer Brennkraftmaschine,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Stößels mit nur
teilweise dargestellter Nockenwelle,
Fig. 3 einen zweiten, um 90° gegenüber dem ersten versetzten Schnitt durch diesen
Stößel in einer zweiten Drehstellung des Nockens,
Fig. 4 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des Stößels in einer
ersten Schaltstellung,
Fig. 5 einen Schnitt durch diesen Stößel in einer mittleren Schaltstellung,
Fig. 6 einen Schnitt durch diesen Stößel in seiner zweiten Schaltstellung,
Fig. 7 einen nur teilweise dargestellten Schnitt eines dritten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Stößels,
Fig. 8 einen ebenfalls nur teilweise dargestellten Schnitt eines vierten
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stößels,
Fig. 9 einen Schnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Stößels mit nur
teilweise dargestellter Nockenwelle,
Fig. 10 einen zweiten, um 90° gegenüber dem ersten versetzten Schnitt durch dieses
fünfte Ausführungsbeispiel,
Fig. 11 bis Fig. 15 Abwandlungen des fünften Ausführungsbeispiels,
Fig. 16 eine nur teilweise dargestellte Ansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand eines Schlepphebelventiltriebs,
Fig. 17 einen Querschnitt durch diesen Ventiltrieb entlang der Linie XVII-XVII nach Fig.
16,
Fig. 18 einen Schnitt durch die drei Schlepphebel im Bereich des Koppelelements.
Der in Fig. 1 dargestellte Ventiltrieb einer nicht näher dargestellten
Brennkraftmaschine weist einen zylindrischen Stößel 1 auf, der koaxial zu einem
schaltbaren Gaswechselventil 2 angeordnet ist und durch einen Nocken 3 einer
Nockenwelle 4 betätigt wird. Der Stößel 1 ist in eine Bohrung 5 eines Zylinderkopfes 6
eingesetzt und stützt sich über eine Druckfeder 7 ab. Das Ventil 2 (Gaswechselventil)
umfaßt einen mit einem Ventilsitz 8 des Zylinderkopfes 6 zusammenwirkenden
Ventilteller 9 sowie einen Ventilschaft 10, der mit einem Ventilfederteller 11 versehen
ist. Zwischen Ventilfederteller 11 und Zylinderkopf 6 ist eine Ventilfeder 12
angeordnet, die das Ventil 2 in der geschlossenen Stellung hält. Der Ventilfeder 12
gegenüberliegend stützt sich die Druckfeder 7 ebenfalls am Ventilfederteller 11 ab.
Der in Fig. 2 und 3 näher dargestellte Stößel 1 weist zwei konzentrische
Tassenelemente 13, 14 auf, die jeweils mit unterschiedlichen Nockenbereichen
(Teilnocken) 15 bis 17 des Nockens 3 zusammenwirken. Die beiden äußeren
Nockenbereiche 15 und 17 sind gleich ausgebildet, d. h. sie haben die gleiche
Hubhöhe und Phasenlage. Diese Nockenbereiche 15 und 17 wirken mit dem äußeren
der beiden Tassenelemente 13 zusammen. Der mittlere Nockenbereich 16 hat
gegenüber den beiden äußeren Nockenbereichen 15 und 17 eine geringere Hubhöhe
und wirkt mit dem inneren Tassenelement 14 zusammen. Dieses ist über ein an sich
bekanntes hydraulisches Ventilspielausgleichselement (HVA) 18 mit dem Ventilschaft
10 des Gaswechselventils 2 zusammen.
Das äußere Tassenelement 13 hat ein etwa becherförmiges Gehäuse 19, dessen
Boden 20 dem Nocken 3 zugewandt ist. Dieser hat eine durchgehende Öffnung 21,
die an der Innenseite des Bodens 20 von einem umlaufenden Rand 22 umgeben ist.
Der Boden 20 ist parallel zu seiner Außenseite 23 von einer Bohrung 24
durchdrungen, die die Öffnung 21 schneidet.
In diese Öffnung 21 ist das ebenfalls becherförmig ausgebildete Gehäuse 25 des
inneren Tassenelementes 14 eingesetzt. Dessen Boden 26 ist dem mittleren
Nockenbereich 16 zugewandt. Der Boden 26 wird von einer Bohrung 27
durchdrungen, die in der in Fig. 2 dargestellten Arbeitsstellung des Stößels 1 und des
Nockens 3 mit der Bohrung 24 des äußeren Tassenelementes 13 fluchtet. In diese
Bohrung 27 mündet eine etwa senkrecht dazu verlaufende Bohrung 28, die von der
Außenseite 29 des Bodens 26 ausgeht. Dieser liegt eine Bohrung 30 kleineren
Durchmessers gegenüber, die ebenfalls in die Bohrung 27 mündet und von der
Innenseite 31 des Bodens 26 ausgeht. Die Böden 20 und 26 der beiden
Tassenelemente sind an ihren Außenseiten 23 bzw. 29 in Laufrichtung des Nockens 3
tonnenförmig gewölbt.
Im Inneren des Gehäuses 25 ist das an sich bekannte hydraulische
Ventilspielausgleichselement geführt. Das Gehäuse 25 des inneren Tassenelementes
14 hat einen vom Boden 26 ausgehenden Mantelabschnitt 32, der mit einer Längsnut
33 versehen ist, die von der offenen Stirnseite 34 des Mantelabschnittes 32
ausgehend bis etwa zum mittleren Bereich des Bodens 26 reicht. In das Innere der
Bohrung 27 sind zwei einander gegenüberliegende Führungshülsen 36, 37 eingesetzt,
die bis an die Außenseite des inneren Tassenelementes ragen. Diese Führungshülsen
36 und 37 nehmen ein Koppelelement 38 in Form eines zylindrischen Stiftes auf,
dessen Länge dem Abstand der beiden außenliegenden Stirnseiten 39, 40 der beiden
Führungshülsen 36 und 37 entspricht. Das Koppelelement 38 ist mit zwei
benachbarten, umlaufenden Verriegelungsnuten 41, 42 mit etwa V-förmigem
Querschnitt versehen. Diese Verriegelungsnuten wirken mit einem Verriegelungsstift
43 zusammen, der in der Bohrung 28 geführt ist. Dieser weist dazu einen
zylindrischen Abschnitt 44 auf, dessen Durchmesser dem der Bohrung 28 entspricht
und dessen Länge größer ist als die Länge der Bohrung 28. An den zylindrischen
Abschnitt 44 schließt sich ein kegelförmiger Abschnitt 45 mit größerem
Grunddurchmesser an, der sich im Inneren der Bohrung 27 befindet und den
Verriegelungsnuten 41, 42 zugewandt ist. In der in Fig. 2 dargestellten Arbeitsstellung
von Stößel 1 und Nockenwelle 4 liegt der Grund des Kegelabschnittes 45 an der
Innenseite 27 der Bohrung 28 an. Der zylindrische Abschnitt 44 ragt bis in eine Nut
46, die im Grundkreisbereich des Teilnocken 16 ausgebildet ist.
In der Bohrung 24 des äußeren Tassenelementes 13 sind in den beiden
gegenüberliegenden Bohrungsabschnitten je eine Führungshülse 47 und 48
angeordnet. Die in Fig. 2 rechte Führungshülse 48 ist etwa becherförmig ausgebildet
und so bemessen, daß ihre offene Stirnseite 49 an die Stirnseite 40 der
Führungshülse 37 stößt. An der Innenseite des Bodens 50 der Führungshülse 48
stützt sich das eine Ende einer Druckfeder 51 ab, deren gegenüberliegendes Ende an
einem im Inneren der Führungshülse 48 geführten Kolben 52 anliegt. Die Stirnseite
dieses Kolbens 52 liegt an der Stirnseite des Koppelelementes 38 an. Die
gegenüberliegende Führungshülse 47 ragt ebenfalls mit ihrer Stirnseite 53 bis an die
Stirnseite 39 der Führungshülse 36. Die Führungshülse 47 ist an ihrer
gegenüberliegenden Stirnseite durch einen becherförmigen eingesetzten Einsatz 54
verschlossen. Im Inneren der Führungshülse 47 ist ein Kolben 54 längsbeweglich
geführt, dessen Stirnseite an der gegenüberliegenden Stirnseite des Koppelelementes
38 anliegt. In die Führungshülse 47 mündet eine Bohrung 55, die auf nachfolgend
erläuterte Weise mit der Ölzufuhr des Zylinderkopfes gekoppelt ist. Durch den Kolben
55 und den Einsatz 54 wird im Inneren der Führungshülse 47 ein Druckraum 57
ausgebildet, in den diese Bohrung 56 mündet. Durch Beaufschlagen dieses
Druckraumes 57 mit Druckmittel (Schmieröl) kann in Abhängigkeit von der Höhe des
Druckes - wie im nachfolgenden näher beschrieben - der Kolben 55 so verschoben
werden, daß dieser das Koppelelement 38 und den Kolben 52 gegen die Wirkung der
Druckfeder 51 verschiebt.
In das Innere des äußeren Tassenelementes 13 sind zur Ölführung zwei etwa
becherförmig ausgebildete Einsätze 58 und 59 eingesetzt. Der äußere Einsatz 58
liegt mit seiner äußeren Mantelfläche 60 an der Innenwand des äußeren
Tassenelementes an. Dieser äußere Einsatz 58 hat weiterhin einen inneren,
umlaufenden Rand 61, der am umlaufenden Rand 22 des äußeren Tassenelementes
13 anliegt. Der innere Einsatz 59 liegt mit seiner Mantelfläche 62 an der Mantelfläche
60 des äußeren Einsatzes an und hat ebenfalls einen umlaufenden Rand 63, der am
umlaufenden Rand 61 des äußeren Einsatzes 58 anliegt. Zwischen den beiden
Einsätzen ist ein teilweise umlaufender Ölraum 64 ausgebildet. In diesen Ölraum 64
mündet eine das Gehäuse 19 des äußeren Tassenelementes 13 und die Mantelfläche
60 des äußeren Einsatzes durchdringende Bohrung 65, die auf hier nicht näher
dargestellte Weise mit der Ölführung des Zylinderkopfes 6 verbunden ist. Oberhalb
dieser Bohrung 65 wird das Gehäuse 19 des äußeren Tassenelementes 13 von einer
weiteren Bohrung 66 durchdrungen, die mit einer Bohrung 67 des umlaufenden
Randes 22 fluchtet. Die Bohrung 66 wird durch die Mantelfläche 60 des äußeren
Einsatzes 58 abgedichtet, während die Bohrung 67 den umlaufenden Rand 61
durchdringt und in den Ölraum 64 mündet. Die mit dem Ölraum 64 verbundene
Bohrung 67 geht in der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Schaltstellung des
Stößels in eine Schrägbohrung 68 über, die in das Innere des inneren
Tassenelementes 14 mündet. Über diese Schrägbohrung 68 und zwei an der
Innenseite des Bodens 26 ausgebildete Vertiefungen 69 wird das hydraulische
Ventilspielausgleichselement 18 mit Öl versorgt bzw. mit Druck beaufschlagt. In den
Ölraum 64 mündet weiterhin die in Fig. 3 dargestellte Bohrung 56, so daß auch der
Druckraum 57 mit dem Ölraum 64 und damit der Ölversorgung des Zylinderkopfes
verbunden ist.
Um im Betrieb der Brennkraftmaschine bzw. des Ventiltriebes die lagerichtige
Zuordnung des Stößels 1 zum Nocken 3 und die relative Lage des inneren und
äußeren Tassenelementes zueinander sicherzustellen, ist eine Verdrehsicherung
vorgesehen, die einen im Zylinderkopf 6 längsgeführten Stift 90 umfaßt, der in die
Längsnut 33 des inneren Tassenelementes 14 eingreift. Zur Aufnahme des Stiftes 90
sind das Gehäuse 19 und der umlaufende Rand 22 von einer fluchtenden Bohrung 70
durchdrungen, in die der Stift 69 eingesetzt ist. Dieser ragt - wie bereits angeführt -
mit seinem einen Ende bis in die Längsnut 33, so daß ein Verdrehen des inneren
Tassenelementes 14 relativ zum äußeren Tassenelement 13 im Betrieb verhindert
wird. Ein axiales Verschieben der beiden Tassenelemente zueinander ist dabei
möglich. Der Stift 90 ist darüberhinaus an seiner Außenseite mit einem Führungskopf
71 versehen, der in eine nicht näher dargestellte Längsnut in der Stößelführung des
Zylinderkopfes 6 ragt. Durch diesen Führungskopf 71 ist ein Verdrehen des äußeren
Tassenelementes 13 und damit des gesamten Stößels 1 relativ zum Zylinderkopf 6
verhindert.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird die Drehbewegung der Nockenwelle 4 über
den Nocken 3 in eine Hubbewegung des Stößels 1 und damit des Gaswechselventils 2
umgesetzt. Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Schaltstellung des Koppelelementes
38 folgt das Gaswechselventil 2 der durch den mittleren Teilnocken 16 erzeugten
Hubbewegung. Diese wird über das innere Tassenelement 14 und das hydraulische
Ventilspielausgleichselement 18 vom Teilnocken 16 auf den Ventilschaft 10
übertragen. Das äußere Tassenelement 13 führt ebenfalls eine Hubbewegung aus, die
dem Hubverlauf der Teilnocken 15 und 17 entspricht. In der in Fig. 2 dargestellten
ersten Schaltstellung des Koppelelementes 38 sind das äußere und innere
Tassenelement 13 bzw. 14 jedoch nicht miteinander verbunden, so daß sich das
äußere Tassenelement unabhängig vom inneren Tassenelement bewegt. Die
Druckfeder 51, die den Kolben 52 beaufschlagt, der wiederum mit dem
Koppelelement 38 und dem druckbeaufschlagbaren Kolben 55 zusammenwirkt, ist so
abgestimmt, daß bei Vorherrschen eines für die normale Ölversorgung des
Zylinderkopfs ausreichenden Öldruckes (z. B. 0,5 bar) der Kolben 52, das
Koppelelement 58 und der Kolben 55 in die in Fig. 3 dargestellte erste Schaltstellung
bewegt bzw. in dieser gehalten werden. Soll im Betrieb der Brennkraftmaschine der
Hubverlauf des Gaswechselventils 2 so verändert werden, daß dieser dem Hubverlauf
der Teilnocken 15 und 17 entspricht, wird durch Umschalten eines nicht näher
dargestellten Schaltventils oder durch andere Maßnahmen der im Zylinderkopf bzw.
am Stößel 1 anliegende Druck des Öls erhöht, so daß sich im Druckraum 57 ein
entsprechend höherer Druck aufbaut, durch den der Kolben 55, das Koppelelement
38 und der Kolben 52 gegen die Wirkung der Druckfeder 51 in ihre zweite
Schaltstellung verschiebbar sind. In dieser zweiten Schaltstellung sind der Kolben 55
und das Koppelelement 58 so verschoben, daß diese jeweils teilweise in die Bohrung
24 ragen und damit ein relatives Verschieben des inneren und äußeren
Tassenelementes 13, 14 zueinander verhindern. In dieser gekoppelten Schaltstellung
folgt der gesamte Stößel 1 dem Hubverlauf der Teilnocken 15 und 17, so daß das
Gaswechselventil 2 einen größeren Hub ausführt. Das Zurückschalten auf einen
Hubverlauf, der dem Hubprofil des Teilnockens 16 entspricht, wird durch Reduzieren
des Öldruckes erreicht, so daß aufgrund der Wirkung der Druckfeder 51 das
Koppelelement 38 und der Kolben 55 in ihre in Fig. 3 dargestellte erste Schaltstellung
zurückbewegt werden.
Das Verschieben des Koppelelementes 38 aus der ersten Schaltstellung (Fig. 3) in die
zweite Schaltstellung ist nur möglich, sofern die Bohrungen 24 und 27 fluchten. Dies
ist der Fall, solange sich die Teilnocken 15 und 17 im Zusammenwirken mit dem
jeweiligen Tassenelement in ihrer Grundkreisphase befinden. Befinden sich die
Teilnocken 15 bis 17 im Zusammenwirken mit dem jeweiligen Tassenelement 13 bzw.
14 in ihrer Erhebungsphase, sind die beiden Tassenelemente aufgrund der
unterschiedlichen Hubverläufe relativ zueinander verschoben, so daß die beiden
Bohrungen nicht mehr miteinander fluchten und ein Verschieben des Koppelelementes
38 nicht möglich ist. Durch das nachfolgend erläuterte Zusammenwirken des
Verriegelungsstiftes 43, der Nut 46 und der Verriegelungsnuten 41 und 42 des
Koppelelementes wird sichergestellt, daß für das Verschieben des Koppelelementes
ausreichend Zeit zur Verfügung steht. Die Nut 46 im Teilnocken 16 ist dazu etwa
sichelförmig und zu Beginn der Grundkreisphase (in Bezug auf die Drehbewegung) des
Nockens 3 angeordnet. Wird in der in Fig. 3 dargestellten Schaltstellung des
Koppelelementes 38 der Kolben 55 mit Schaltdruck beaufschlagt, verursacht dies
eine bei der in Fig. 3 gewählten Darstellungsart nach rechts gerichtete Kraft auf das
Koppelelement 38. Solange sich das Verriegelungselement 43 - wie in Fig. 2
dargestellt - im Zusammenwirken mit dem Teilnocken 16 in der Erhebungsphase bzw.
der Grundkreisphase außerhalb der Nut 46 befindet, wird dieses so in die Bohrung 27
gedrückt bzw. gehalten, daß es in die Verriegelungsnut 42 des Koppelelementes 38
eingreift. Ein Verschieben des Koppelelementes 38 wird damit verhindert. Erst wenn
der Nocken 3 bzw. der Teilnocken 16 soweit verdreht ist, daß sich die Nut 46
oberhalb des Verriegelungsstiftes 43 befindet, kann dieser durch das
Zusammenwirken der V-förmigen Entriegelungsnut 42 und des Kegelabschnittes 45
sowie die Druckbeaufschlagung des Kolbens 55 durch eine nach rechts gerichtete
Bewegung des Koppelelementes 38 angehoben werden, so daß er in die Nut 46
eintaucht. Die Abmessungen der Verriegelungsnut 42 und 41 und des
Kegelabschnittes 45 sind in Bezug auf die Bohrung 27 und die Tiefe der Nut 46 so
abgestimmt, daß bei vollständigem Anheben des Verriegelungsstiftes 43 ein
Verschieben des Koppelelementes 38 möglich ist. Das Koppelelement 38 kann somit
innerhalb der Grundkreisphase des Nockens 3 bzw. des Teilnockens 16 aus seiner in
Fig. 3 dargestellten ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung bewegt werden,
in der die beiden Tassenelemente 13 und 14 miteinander gekoppelt sind.
Befindet sich das Koppelelement 38 in seiner zweiten Schaltstellung, wird der
Verriegelungsstift 43 vom Teilnocken 16 nach Durchlaufen der Nut 46 in die Bohrung
27 zurückgedrückt, so daß dieser in die zweite Verriegelungsnut 41 eingreift und das
Koppelelement unabhängig von der Druckbeaufschlagung des Kolbens 55 bzw. der
Wirkung der Feder 51 in seiner zweiten Schaltstellung festhält. Ein Zurückstellen des
Koppelelementes 38 aus dieser zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung ist
damit ebenfalls nur möglich, sofern sich der Teilnocken 16 am Beginn seiner
Grundkreisphase befindet, in welcher der Verriegelungsstift 43 in die Nut 46
eintauchen kann. Damit ist sichergestellt, daß sich die beiden Tassenelemente im
Zusammenwirken mit den jeweiligen Teilnocken 15 bis 17 nach dem Schaltvorgang
(zweite Schaltstellung zurück in erste Schaltstellung) noch in der Grundkreisphase
befindet, so daß Kantenbelastungen oder ein Rückschlagen des Ventils verhindert
werden.
Ist das Verstellen des Koppelelementes 38 aus seiner ersten in die zweite
Schaltstellung oder umgekehrt noch nicht vollständig ausgeführt, wenn sich der
Nocken 3 bzw. der Teilnocken 16 im Zusammenwirken mit dem Verriegelungsstift 43
vom Bereich der Nut 46 in den angrenzenden Grundkreisbereich bewegt, wird das
Koppelelement durch die Keilwirkung der zusammenwirkenden Verriegelungsnuten 41
oder 42 und des Kegelabschnittes 45 vom Verriegelungsstift 43 über den Teilnocken
16 in einer seiner beiden Schaltstellungen gedrückt, so daß auch in diesem Fall zu
Beginn der Erhebungsphase der Teilnocken 15 bis 17 jeweils eine definierte, sichere
Schaltstellung vorliegt, in der das Koppelelement 38 sicher in einer seiner beiden
Endlagen gehalten ist.
Das in den Fig. 4 bis 6 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Stößels 1 unterscheidet sich im wesentlichen durch die
Ausbildung des Koppelelementes und des Verriegelungselementes. Im Gegensatz zum
zuvor dargestellten Ausführungsbeispiel ist in diesem das Verriegelungselement als
Verriegelungskugel 72 ausgebildet, die einerseits mit den Teilnocken 16 und der
Verriegelungsnut 46 und dem Koppelelement 73 zusammenwirkt. Das Koppelelement
73 hat - wie im Ausführungsbeispiel zuvor - zwei nebeneinander angeordnete, im
Querschnitt V-förmige Verriegelungsnuten 41, 42, die mit der Verriegelungskugel 72
zusammenwirken. Die Länge des Koppelelementes 73 entspricht der Länge der
Bohrung 27 des inneren Tassenelementes 14. Die stirnseitigen Enden des
zylinderförmigen Koppelelementes 73 sind ballig ausgeführt, wobei der
Krümmungsradius kleiner ist als der Zylinderradius des Koppelelementes 73. Das dem
stirnseitigen Ende 75 des Koppelelementes 73 zugewandte Ende 76 des hydraulisch
beaufschlagten Kolbens 55 ist in analoger Weise ebenfalls ballig ausgebildet. Durch
diese ballige Ausbildung der stirnseitigen Enden des Koppelelementes 73 und des
Kolbens 55 wird verhindert, daß das Koppelelement 73 bei nicht vollständig
zurückgelegtem Weg während eines Umschaltvorganges in einer undefinierten
Mittellage (Fig. 5) verbleibt, wenn die Erhebungsphase des Nockens 3 beginnt.
Befindet sich das Koppelelement 73 zu Beginn der Erhebungsphase des Nockens in
einer mittleren (nicht vollständig durchgeschalteten) Position (siehe Fig. 5), liegt die
Verriegelungskugel 72 auf dem Steg 77 zwischen den beiden Verriegelungsnuten 41
und 42 auf. Der Teilnocken 16 läuft dabei während seiner Drehung auf der
Verriegelungskugel 72, so daß beim Auflaufen dessen Erhebungsphase das innere
Tassenelement 14 relativ zum äußeren Tassenelement verschiebt. Durch die ballige
Ausbildung der stirnseitigen Enden 74 und 76 des Koppelelementes 73 bzw. des
Kolbens 55 wird in dieser Schaltstellung beim relativen Verschieben von innerem und
äußerem Tassenelement eine Keilwirkung auf das Koppelelement und den Kolben
verursacht, die diese in ihrer in Fig. 4 dargestellte rechte Ausgangsposition
zurückdrücken. Damit ist sichergestellt, daß die in Fig. 5 dargestellte mittlere, nicht
vollständig durchgeschaltete Schaltstellung des Koppelelementes 73 durch
mechanisches Zusammenwirken der beiden Tassenelemente und der balligen
Stirnseiten in eine definierte Endstellung zurückgeführt wird. Anstelle der balligen
Ausbildung der stirnseitigen Enden 74 bis 76 ist eine andere Ausbildung ohne weiteres
möglich, die in der in Fig. 5 dargestellten mittleren Schaltstellung eine Keilwirkung
beim relativen Verschieben vom inneren und äußeren Tassenelement zueinander
verursacht. Dies kann beispielsweise durch konische Ausbildung der stirnseitigen
Enden erfolgen. Die balligen bzw. konischen Endbereiche sind dabei in ihrer axialen
Erstreckung so ausgebildet, daß diese größer ist als der halbe Verstellweg des
Koppelelementes zwischen seinen beiden Endlagen.
Das in Fig. 7 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel des Stößes 1 zeigt im Gegensatz
zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei getrennte Koppelelemente 78,
79, die jeweils mit zwei Verriegelungsnuten 41, 42 versehen sind. Die beiden
Koppelelemente 78, 79 wirken gleichzeitig als hydraulisch beaufschlagbare Kolben,
wobei der Druckraum 80 zwischen ihren beiden einander zugewandten Stirnseiten
ausgebildet ist. Die beiden Koppelelemente 78, 79 sind - wie bei den
Ausführungsbeispielen zuvor - im inneren Tassenelement 14 angeordnet. Im äußeren
Tassenelement 13 sind zwei Kolben 81, 82 geführt, die jeweils von einer Druckfeder
83 bzw. 84 beaufschlagt werden und den Koppelelementen 78 bzw. 79
entgegengerichtet wirken. Die beiden Koppelelemente 78, 79 wirken jeweils mit einer
Verriegelungskugel 85, 86 zusammen, die wiederum mit einer gemeinsamen Nut 87
im Teilnocken 16 zusammenwirken.
Das in Fig. 8 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt im
wesentlichen eine Abwandlung des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels, bei
dem die Koppelelemente 78 und 79 im äußeren Tassenelement 13 und die mit den
Druckfedern 83 und 84 zusammenwirkenden Kolben 81 und 82 im inneren
Tassenelement 14 angeordnet sind. Die Druckbeaufschlagung der Kolben 78 und 79
erfolgt an ihren äußeren, dem inneren Tassenelement 14 abgewandten Stirnseiten.
Jedes der beiden Koppelelemente ist - wie in den Ausführungsbeispielen zuvor - mit
zwei Verriegelungsnuten 41, 42 versehen, die jeweils mit einer Verriegelungskugel 85,
86 zusammenwirken. Diese Verriegelungskugeln 85 bzw. 86 wirken jeweils mit einer
Verriegelungsnut 88 bzw. 89 zusammen, die in den beiden äußeren Teilnocken 15 und
16 angeordnet sind.
In den Fig. 9 bis 11 sind zwei Abwandlungen eines fünften Ausführungsbeispiels
dargestellt, die im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen und sich
in den Elementen zur Verdrehsicherung und dem Aufbau und der Anordnung des
Verriegelungselementes von diesem unterscheiden.
Das innere Tassenelement 14 des in den Fig. 9 und 10 dargestellten fünften
Ausführungsbeispiels hat einen vom Boden 26 ausgehenden schmalen Einschnitt 91,
der bis in den Bereich der Bohrung 30 reicht. Dieser Einschnitt 91 setzt sich teilweise
in der Führungshülse 27 als Einschnitt 92 fort. Dieser Einschnitt 92 erstreckt sich in
diesem Ausführungsbeispiel über mehr als 2/3 des Umfangs der Führungshülse,
wobei ein Steg 93 verbleibt. In die Einschnitte 91 und 92 ist ein bügelförmiges
Federelement 94 eingelegt, dessen einer Schenke 95 an der Unterseite des
Einschnittes 91 anliegt. Das Federelement 94 umgreift den Steg 93 der
Führungshülse und das Koppelelement 38. Der zweite Schenkel 96 ragt dabei an der
Außenseite des Bodens 26 aus dem Einschnitt 91 heraus und liegt mit einem
gekrümmten Abschnitt 97 am Teilnocken 16 an. Der das Koppelelement 38
umgreifende gekrümmte Abschnitt 98 ist dabei so ausgebildet, daß durch
Zusammenwirken des Federschenkels 96 und des Teilnockens 16, der Federschenkel
96 in einer der beiden Verriegelungsnuten 41, 42 befindet. Bei einem
Umschaltvorgang - wie er anhand des ersten Ausführungsbeispiels zuvor beschrieben
ist - wird das Koppelelement 38 beispielsweise aus seiner in Fig. 10 dargestellten
Ausgangsposition nach rechts verschoben. Durch die Formgebung des
Federelementes 94 wird die Bewegung des Koppelelementes 38 jedoch durch den in
der Verriegelungsnut 42 befindlichen Schenkel 96 verhindert. Erst wenn sich das freie
Ende bzw. der gekrümmte Abschnitt 94 des Schenkels 96 im Bereich der Nut 46
befindet, kann der Schenkel 96 des Federelementes 94 durch den keilförmig
wirkenden Rand der Verriegelungsnut 42 angehoben werden, so daß das
Koppelelement axial verschiebbar ist. Nach dem Verstellvorgang des Koppelelementes
38 und Durchlaufen der Nut 46 wird in der dann erreichten Schaltstellung der Schenkel
96 des Federelementes 94 in die Verriegelungsnut 41 gedrückt. Selbst wenn der
Schaltvorgang nach Durchlaufen der Nut 46 nicht vollständig ausgeführt ist, d. h., wenn
beispielsweise das Koppelelement 38 nicht vollständig in seine Endlage bewegt ist und
der Steg zwischen den beiden Verriegelungsnuten 41, 42 sich im Bereich des
Federelementes befindet, sind Schäden ausgeschlossen, da sich der Schenkel 46
dennoch federnd abwinkeln läßt.
Die Verdrehsicherung zwischen innerem Tassenelement 14 und dem äußeren
Tassenelement 13 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch ein in Fig. 10
ersichtliches Sicherungselement 99, das im Bereich der Bohrung 24 zwischen den
beiden Tassenelementen eingesetzt ist. Das Sicherungselement 99 hat eine Bohrung
100, in die der Kolben 55 ragt und damit das Sicherungselement 99 positioniert.
Dieses Sicherungselement 99 liegt mit seiner einen Seite am gewölbten Innenumfang
des äußeren Tassenelementes 13 an. Die gegenüberliegende Seite des
Sicherungselementes ist abgeflacht und liegt an einem ebenfalls abgeflacht
ausgebildeten Abschnitt 101 des inneren Tassenelementes 14 an.
Die Verdrehsicherung des gesamten Stößels 1 erfolgt durch einen Stift 102, der in
eine Bohrung 103 des äußeren Tassenelementes 13 eingesetzt ist und sich wie der
Verriegelungsstift 90 des ersten Ausführungsbeispiels in einer nicht näher
dargestellten Nut der Stößelführung befindet.
Eine Abwandlung der Verdrehsicherung zwischen innerem und äußeren Tassenelement
ist in Fig. 11 dargestellt. Diese Verdrehsicherung hat ein scheibenförmiges
Sicherungselement 104, das an der Sternseite des umlaufenden Randes 22 des
inneren Tassenelementes 14 angeordnet ist. Dieses Sicherungselement 104 ist in
diesem Ausführungsbeispiel als flaches Blech ausgebildet und kann als separates
Bauteil ausgebildet sein oder Teile eines der beiden becherförmigen Einsätze 58, 59
sein. Das Sicherungselement 104 ist verdrehsicher mit den äußeren Tassenelementen
13 verbunden und hat eine Öffnung 105, die das innere Tassenelement 14
durchdringt. Das innere Tassenelement 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel
zylindrisch ausgebildet und hat zwei abgeflachte Seiten 106, 107. Die Öffnung 105 des
Sicherungselementes 104 ist entsprechend kreisförmig mit zwei abgeflachten
Abschnitten ausgebildet. Durch diese Formgebung wird die Winkelposition des inneren
Tassenelementes 14 zum äußeren Tassenelement 13 fixiert.
Die Fig. 12 bis 15 zeigen zwei weitere Abwandlungen der Verriegelung durch ein
Federelement. Zur Vereinfachung sind hier nur jeweils die inneren Tassenelemente 14
dargestellt. Das in den Fig. 12 und 13 dargestellte innere Tassenelement 14 hat
ebenfalls einen vom Boden 26 ausgehenden Einschnitt 108, dessen Unterseite etwa
rechtwinklig zur Achsrichtung des Tassenelementes verläuft. Die Führungshülse
innerhalb des inneren Tassenelementes ist in diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig
ausgebildet und hat einen Hülsenabschnitt 110 und einen zweiten Hülsenabschnitt
111. Diese Hülsenabschnitte sind so in die Bohrung 27 eingesetzt, daß ihre beiden
gegenüberliegenden Stirnseiten im Bereich des Einschnittes 108 einen Abstand
aufweisen, der etwas der Breite des Einschnittes entspricht. Zwischen den beiden
Hülsenabschnitten 110 und 111 sowie im Abschnitt 108 ist das Federelement 94
geführt, dessen unterer Schenkel 112 etwa gerade verläuft und an der Unterseite 109
des Einschnittes 108 anliegt.
Das in den Fig. 14 und 15 dargestellte innere Tassenelement 14 unterscheidet sich
von dem zuvor beschriebenen im wesentlichen durch die verringerte Breite des
Einschnittes und durch eine andere Ausbildung des Federelementes. Die Breite des
Einschnittes 112 in dieser Abwandlung ist kleiner als der Durchmesser der Bohrung
27 und durchdringt nur den oberhalb der Bohrung befindlichen Teil des Bodens 26.
Das Federelement 94 ist symmetrisch ausgebildet und hat zwei Schenkel 113, 114,
die das Koppelelement umgreifen. Ein die beiden Schenkel 113 und 114 verbindender
Steg 115 liegt an dem Teilnocken 16 an. Das Federelement 94 in dieser Abwandlung
wird durch das Zusammenwirken mit den beiden Verriegelungnuten 41, 42 des
Koppelelementes im wesentlichen in Achsrichtung des Tassenelementes angehoben,
sofern diese Bewegung nicht durch den Teilnocken 16 begrenzt wird.
Es ist ohne weiteres möglich, analog zu Fig. 7 oder 8, zwei Einschnitte 112 und
Federelemente vorzusehen, die jeweils mit Verriegelungsnuten zusammenwirken.
Dabei können die Federelemente im inneren oder im äußeren Tassenelement
angeordnet sein.
In dem in den Fig. 16 bis 18 beschriebenen Ausführungsbeispiel wirkt die Nockenwelle
4 mit den Teilnocken 15, 16 und 17 über drei benachbarte Hebelelemente 116, 117
und 118 mit zwei Gaswechselventilen 2 zusammen. Die drei Hebelelemente 116 bis
118 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Schlepphebel ausgebildet und auf einer
gemeinsamen Achse 119 gelagert. Im mittleren Hebelelement 117 ist eine
durchgängige Bohrung 120 ausgebildet, die in zwei fluchtende Sackbohrungen 121
und 122 übergeht. Die Sackbohrung 121 ist im Hebelelement 116 ausgebildet, die
Sackbohrung 122 befindet sich im Hebelelement 118. In der Bohrung 120 ist das
Koppelelement 38 längsbeweglich geführt, das zwei Verriegelungsnuten 41 und 42
aufweist. In der Sackbohrung 121 befindet sich ein mit einer Druckfeder
beaufschlagter Kolben 52, der auf das Koppelelement 38 einwirkt. In der anderen
Sackbohrung 122 ist ein hydraulisch beaufschlagter Kolben 55 ausgebildet, der
gegenüberliegend auf das Koppelelement 38 einwirkt. Der Aufbau und die
Beaufschlagung des Koppelelementes bzw. der stirnseitigen Kolben entspricht im
wesentlichen dem Aufbau der Koppeleinrichtung entsprechend den Fig. 10 bis 15. Im
mittleren Hebelelement 117 ist weiterhin ein von der Bohrung 120 ausgehender, zum
Nocken 4 geöffneter Einschnitt 123 ausgebildet, in dem ein Federelement 124 geführt
ist. Dieses Federelement 124 entspricht in Aufbau und Wirkungsweise im wesentlichen
dem Federelement 94 gemäß Fig. 15 und wirkt mit den beiden Verriegelungsnuten 41,
42 einerseits und dem Teilnocken 16 bzw. der Nut 46 zusammen. Im Gegensatz zu
diesem Federelement sind allerdings die beiden Schenkel verkürzt ausgebildet.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine werden die beiden Gaswechselventile 2 bei der in
Fig. 18 dargestellten Schaltstellung des Koppelelementes 38 von den beiden
Teilnocken 15 und 17 über die beiden äußeren Hebelelemente 116 und 118 betätigt.
Das mittlere Hebelelement 117 ist frei beweglich. Wird durch Druckbeaufschlagung
des Kolbens 55 das Koppelelement in Abhängigkeit von der Drehstellung des Nockens
4 verschoben, werden alle drei Hebelelemente analog zu den zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispielen miteinander gekoppelt, so daß diese gemeinsam dem
Hubverlauf des mittleren Teilnockens mit größter Hubkurve folgen. Die
Schaltfunktionen und die Verriegelungen entsprechen bei diesem Ausführungsbeispiel
den zuvor beschriebenen und werden daher nicht noch einmal erläutert.
Es ist ohne weiteres möglich, anstelle der im zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiel dargestellten Schlepphebel andere Hebelelemente, wie
beispielsweise Kipphebel, einzusetzen. Es ist dabei auch möglich, die Hubverläufe der
beiden äußeren Teilnocken (Nockenbahnen) unterschiedlich auszulegen, um
insbesondere bei der einlaßseitigen Verwendung dieses Ventiltriebes eine gezielte
Verwirbelung des Gemisches im Brennraum zu erreichen.
Es ist weiterhin möglich, die in den Ausführungsbeispielen und den verschiedenen
Abwandlungen beschriebenen unterschiedlichen Verriegelungsarten der
Hubübertragungselemente jeweils in entsprechender Ausgestaltung für Ventiltriebe mit
Stößeln oder solche mit Hebelelementen zu verwenden. Weiterhin ist es ebenfalls
ohne weiteres möglich, die zwischen Stößel und Stößelführung bzw. zwischen
innerem und äußeren Tassenelement wirksamen Verdrehsicherungen auch anders als
in den explizit dargestellten Ausführungen miteinander zu verbinden, wobei jeweils eine
der beschriebenen Verdrehsicherungen mit einer der Verriegelungen zusammenwirkt.
Claims (19)
1. Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Gaswechselventil, das
von einem Nocken (3) mit mindestens zwei Nockenbahnen (15 bis 17) mit
unterschiedlichen Hubverläufen einer Nockenwelle (4) beaufschlagt wird, mit einem
ersten Hubübertragungselement (13; 116, 118), welches einerseits mit einer ersten
Nockenbahn und andererseits mit dem Ventilschaft (10) des Gaswechselventils
zusammenwirkt, und mit einem benachbart zum ersten angeordneten zweiten
Hubübertragungselement (14; 117), welches mit einer zweiten Nockenbahn
zusammenwirkt, wobei die beiden Hubübertragungselemente durch ein
verschiebliches Koppelelement (38, 73, 78, 79) in einer ersten Schaltstellung
miteinander gekoppelt und in einer zweiten Schaltstellung unabhängig voneinander
beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement eine
Verriegelungskontur (41, 42) aufweist, die mit einem Verriegelungselement (43, 72,
85, 86, 94, 124) derart zusammenwirkt, daß das Koppelelement vom
Verriegelungselement in seiner zweiten Schaltstellung verriegelbar ist, und daß das
Verriegelungselement nockenbahnabhängig das Koppelelement freigibt, so daß dieses
in seine erste Schaltstellung verschiebbar ist.
2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abtastelement (43,
72, 85, 86, 94, 124) eine Nockenkontur (46) der Nockenwelle abtastet und auf das
Verriegelungselement überträgt, so daß dieses in einem ersten Nockenbahnbereich
das Koppelelement (38, 73, 78, 79) verriegelt und in einem zweiten
Nockenbahnbereich freigibt.
3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Abtastelement (43, 72, 85, 86) ein Taststift ist, der den Außenumfang des Nockens
(3) abtastet, und daß der Nocken im Tastbereich des Taststiftes eine
Entriegelungskontur (46) in Form einer Erhöhung oder Vertiefung aufweist.
4. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verriegelungselement (43) ein längsbeweglicher Verriegelungsstift ist, der in die
Verriegelungskontur (46) am Koppelelement eingreift.
5. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verrieglungselement ein Federelement (94, 124) ist.
6. Ventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (94) in
einem Einschnitt (91, 108, 112, 123) des zweiten Hubübertragungselements geführt
ist.
7. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verrieglungselement eine Verriegelungskugel ist, die in die Verriegelungskontur
(46) am Koppelelement eingreift.
8. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verriegelungskontur (41, 42) am Koppelelement (38, 73, 78, 79) geneigte
Seitenflächen hat.
9. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das Abtastelement und das Verriegelungselement einstückig ausgebildet sind.
10. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hubübertragungselemente (13, 14) koaxial zueinander angeordnet und nach
Art eines zweiteiligen Tassenstößels aufgebaut sind, deren Tassenböden (20, 26) vom
Nocken beaufschlagt sind, und daß das Verriegelungselement in den Tassenböden
geführt ist.
11. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hubübertragungselemente als Hebelelemente (116, 117, 118) (Schlepphebel
oder Kipphebel) ausgebildet sind.
12. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß je Nocken (4) drei nebeneinander angeordnete Hebelelemente (116, 117, 118)
mit dem mindestens einen Gaswechselventil (2) zusammenwirken.
13. Ventiltrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren
Hebelelemente (116, 118) mit Nockenbahnen (15, 17) Zusammenwirken, die jeweils
den gleichen Hubverlauf aufweisen.
14. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Koppelelement zwei beabstandete Verriegelungskonturen (41, 42) aufweist, in
die das Verriegelungselement jeweils in Abhängigkeit von der Schaltstellung eingreift,
so daß das Koppelelement in beiden Schaltstellungen verriegelbar ist.
15. Ventilbetrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hubübertragungselemente Koppelbohrungen (27, 24; 120, 121, 122)
aufweisen, die bei definierten Drehlagen der Nockenwelle fluchten, und daß das
Koppelelement als zylindrischer Stift (38) ausgebildet ist, der in den Koppelbohrungen
geführt ist.
16. Ventiltrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (38)
bei nicht gekoppelter Schaltstellung im innen angeordneten Hubübertragungselement
geführt ist.
17. Ventiltrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement
(78, 79) aus zwei verschieblichen kolbenartigen Elementen besteht.
18. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Koppelelement (38, 73) unter der Wirkung eines hydraulisch
beaufschlagbaren Kolbens (55) verschieblich ist, der in einem Abschnitt der
Koppelbohrungen geführt ist.
19. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Koppelelement an mindestens einer Stirnseite einen geneigten oder
gekrümmten Endbereich aufweist.
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