DE19801701A1 - Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Ventiltrieb einer BrennkraftmaschineInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine nach der
Gattung des Hauptanspruches.
Ein derartiger Ventiltrieb ist beispielsweise in der DE 196 22 174 A1 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 ersten Schaltstellung dieses Koppelelementes unabhängig
voneinander bewegt werden. In der gekoppelten, zweiten 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 ersten
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 Tassenelement folgt
der Hubbewegung der äußeren Teilnocken, wobei jedoch keine Verbindung zum
inneren Tassenelement bzw. zum Ventilschaft besteht. Um dabei undefinierte
Schaltstellungen zu vermeiden und sicherzustellen, daß das Koppelelement stets
sicher von einer seiner Endstellungen in die andere Endstellung überführt werden
kann, ist am Koppelelement eine Verriegelungskontur ausgebildet, die mit einem
Gegenelement derart zusammenwirkt, daß das Koppelelement nockenbahnabhängig
freigegeben oder gesperrt wird. Dazu wirkt das Gegenelement gleichzeitig mit einem
Teilnocken zusammen und wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehlage des
Teilnockens in oder außer Eingriff mit der Verriegelungskontur gebracht, so daß
sichergestellt, daß das Koppelelement sich nur innerhalb definierter
Nockenbahnbereiche verschieben läßt. Die Herstellung und Montage eines derartigen
Gegenelementes ist jedoch aufgrund der sehr geringen Baugröße relativ aufwendig.
Darüber hinaus können aufgrund der geringen Baugröße und des Zusammenwirkens
mit dem Teilnocken einerseits und dem Koppelelement andererseits relativ große
Belastungen auf des Gegenelement einwirken, die unter Umständen die
Dauerhaltbarkeit verringern.
Darüber hinaus ist aus der DE 196 22 174 A1 und der DE 37 35 156 C2 jeweils 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 die drei
Schlepphebel miteinander koppelbar 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 dieser mit möglichst
geringem Bauteilaufwand ausgebildet werden kann, wobei die eingesetzten Bauteile
für sich und im Zusammenwirken mit anderen Bauteilen eine möglichst große
Betriebssicherheit und Dauerhaltbarkeit aufweisen sollen. Die Herstellung und Montage
des gattungsgemäßen Ventiltriebes soll vereinfacht werden.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches
gelöst. Dadurch daß die Verriegelung des Koppelelementes in Abhängigkeit vom Hub
zumindest eines der beiden Hubübertragungselemente erfolgt, kann auf ein direktes
Abgreifen einer Nockenkontur bzw. einer an der Nockenscheibe angeordneten
Kurvenscheibe verzichtet werden, so daß das mit der Verriegelungskontur
zusammenwirkende Gegenelement deutlich geringer belastet wird. Das Gegenelement
ist dabei auf besonders vorteilhafte Weise gehäusefest im Zylinderkopf der
Brennkraftmaschine angeordnet, so daß keine zusätzlichen Maßnahmen an der
Nockenwelle erforderlich werden. Dadurch wird sowohl die Herstellbarkeit der
Hubübertragungselemente verbessert und gleichzeitig werden die baulichen Einflüsse
auf die Nockenwelle bzw. die Nocken minimiert. Ein derartiger Ventiltrieb kann daher
deutlich kostengünstiger hergestellt werden, gleichzeitig wird die Betriebssicherheit
durch die verringerte Belastung des Gegenelementes deutlich verbessert.
Ein derartiger Ventiltrieb eignet sich auf besonders vorteilhafte Weise bei direkter
Betätigung des Gaswechselventils durch einen Tassenstößel, der ein inneres und ein
äußeres Hubübertragungselement aufweist. Da bei Tassenstößeln der zur Verfügung
stehende Bauraum besonders gering ist, ergeben sich durch die verringerte Belastung
des Gegenelementes gegenüber bekannten Ausbildungen deutliche Vorteile im
Hinblick auf Herstellbarkeit und Dauerhaltbarkeit.
Eine besonders gute Zugänglichkeit der Verriegelungskontur ergibt sich, wenn das die
Verriegelungskontur aufweisende Bauteil des Koppelelementes im äußeren
Hubübertragungselement geführt ist.
Eine besonders hohe Betriebssicherheit für den Umschaltvorgang bei hydraulisch
betätigtem Koppelelement ergibt sich, wenn der hydraulisch verschiebbare Kolben mit
der Verriegelungskontur versehen ist, so daß diese direkt an dem die Verschiebung
verursachenden Bauteil angreift.
Das mit der Verriegelungskontur zusammenwirkende Gegenelement kann dabei auf
besonders vorteilhafte Weise so angeordnet werden, daß es im Bereich des
Außenumfanges bzw. dem außenliegenden Bereich der das Koppelelement führenden
Bohrung mit dem Koppelelement zusammenwirkt. In einer zweiten vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung ist das Gegenelement so angeordnet, daß es zwischen
dem inneren und dem äußeren Hubübertragungselement in die das Koppelelement
führende Bohrung ragt.
Eine besonders hohe Sicherheit gegen Beschädigungen des Gegenelementes wird
dadurch sichergestellt, daß dieses in Bewegungsrichtung der
Hubübertragungselemente nachgiebig ausgebildet ist, so daß es bei
Zwischenstellungen des Koppelelementes - ohne Eingreifen in die
Verriegelungskontur - in eine sichere Lage angehoben werden kann.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen und der Beschreibung.
Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und
Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in
Fig. 1 eine stark vereinfacht schematische Darstellung des Ventiltriebes,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Tassenstößels
mit der erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung,
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Verriegelungseinrichtung,
Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Verriegelungseinrichtung und
Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Verriegelungseinrichtung.
Der in Fig. 1 schematisch 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 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, gleiche Hubverläufe 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 wirkt 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 mit der
Bohrung 24 des äußeren Tassenelementes 13 fluchtet. Die Böden 20 und 26 der
beiden Tassenelemente sind an ihren Außenseiten 23 in Laufrichtung des Nockens 3
tonnenförmig gewölbt. Im Inneren des Gehäuses 25 ist das an sich bekannte
hydraulische Ventilspielausgleichselement geführt.
Das becherförmige Gehäuse 25 des inneren Tassenelementes ist an seiner
Umfangsseite mit zwei gegenüberliegenden Abflachungen 28 und 29 versehen, die
von der dem Nocken 3 zugewandten Oberseite der Bohrung 27 ausgehend bis zum
freien, unteren Ende des Gehäuses 25 reichen. In das Innere der Bohrung 27 sind
zwei beabstandete Führungshülsen 30 und 31 eingesetzt, die mit ihrer äußeren
Stirnfläche bündig bis an die Abflachung 28 bzw. 29 reichen. In den beiden
Führungshülsen 30 und 31 ist längsverschieblich ein zylindrischer Koppelstift 32
geführt, dessen Länge dem Abstand der beiden Abflachungen 28 und 29 bzw. dem
Abstand der äußeren Stirnseiten der Führungshülsen 30 und 31 entspricht. Dieser
Koppelstift 32 ist mit einer umlaufenden Ringnut 33 versehen, in die ein
Sicherungsring 34 eingesetzt. An diesem stützt sich das eine Ende einer den
Koppelstift umgreifenden Druckfeder 35 ab, deren gegenüberliegendes Ende an der
Führungshülse 31 anliegt. Der Sicherungsring 34 dient gleichzeitig im
Zusammenwirken mit der Stirnseite der Führungshülse 30 als Anschlag bzw.
Wegbegrenzung.
In die Bohrung 24 im äußeren Tassenelement 13 ist auf jeder Seite jeweils eine
Führungshülse 36 bzw. 37 eingesetzt. Die Führungshülse 36 ist endseitig
verschlossen und ragt mit ihrem offenen Ende in das Innere der Bohrung 21 bis an die
Abflachung 28 bzw. die angrenzende Stirnseite der Führungshülse 30. Die
Führungshülse 36 dient damit im Zusammenwirken mit der Abflachung 25 als
Verdrehsicherung für das innere und äußere Tassenelement. Im Inneren der
Führungshülse 36 ist ein Kolben 38 längsverschieblich geführt. Dieser wirkt mit seiner
Stirnseite 39 mit dem Koppelstift 32 zusammen und bildet mit diesem ein
Koppelelement. Durch die endseitig verschlossene Führungshülse 36 und die dem
Koppelstift 32 gegenüberliegende Stirnseite 40 des Kolbens 38 wird ein Druckraum
41 begrenzt, der über eine Bohrung 42 auf hier nicht näher dargestellte und an sich
bekannte Weise mit Druckmittel beaufschlagbar ist. Eine derartige
Druckmittelversorgung ist beispielsweise in der DE 196 22 174 A1 beschrieben.
Im Bereich der Bohrung 42 ist ein Abschnitt 43 der Führungshülse 36 nach innen
abgewinkelt und dient als Wegbegrenzung für den Kolben 38. An der Stirnseite 40 des
Kolbens 39 ist eine Zugfeder 44 befestigt, deren gegenüberliegendes Ende am Boden
45 der Führungshülse 36 befestigt ist.
In die gegenüberliegende Führungshülse 37 ist mit Abstand zur Bohrung 21 ein
Verschlußstopfen 46 eingesetzt, der als Hubbegrenzung für den Koppelstift 32 dient.
Der Kolben 38 ist mit einer umlaufenden Ringnut 47 versehen. Darüber hinaus weist
der Kolben 38 einen im Durchmesser verringerten Abschnitt 48 auf, der von einer zur
Ringnut 47 beabstandeten Schulter 49 bis zur Stirnseite 39 reicht. Die Ringnut 47 und
der Abschnitt 48 dienen auf nachfolgend beschriebene Weise als
Verriegelungskonturen und wirken mit einem in diesem Ausführungsbeispiel stiftförmig
ausgebildeten Gegenelement 50 zusammen. Dieses Gegenelement 50 ragt durch eine
Bohrung 51, die den Boden 20 und den angrenzenden Bereich der Führungshülse 36
durchdringt bis in das Innere der Führungshülse ragt. Das gegenüberliegende Ende
des Gegenelementes ist über ein Federelement 52 am Zylinderkopf 6 befestigt. Die
Befestigung des Gegenelementes 50 bzw. des Federelementes 52 kann dabei
beispielsweise am Führungsgehäuse für den Tassenstößel erfolgen.
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 dargestellten Schaltstellung des Koppelstiftes 32 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 Koppelstiftes 32 und des Kolbens 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 35, die den Koppelstift 32 beaufschlagt, ist so abgestimmt, daß bei
Vorherrschen eines für die normale Ölversorgung des Zylinderkopf ausreichenden
Öldruckes (z. B. 0,5 bar) der Kolben 38 und der Koppelstift 32 in die in Fig. 2
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 41 ein entsprechend höherer Druck aufbaut, durch den der
Kolben 38 und der Koppelstift 32 gegen die Wirkung der Druckfeder 35 in ihre zweite
Schaltstellung verschiebbar sind. In dieser zweiten Schaltstellung sind der Kolben 38
und der Koppelstift 32 so verschoben, daß diese jeweils teilweise in die Bohrung 27
bzw. 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 36 der
Koppelstift 32 und der Kolben 38 in ihre in Fig. 2 dargestellte erste Schaltstellung
zurückbewegt werden.
Das Verschieben des Koppelstiftes 32 und des Kolbens 38 aus der ersten
Schaltstellung (Fig. 2) in die zweite Schaltstellung ist nur möglich, sofern die
Bohrungen 24 und 27 fluchten. Dies ist der Fall, solange sich die Teilnocken 15 bis 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 in der ungekoppelten Schaltstellung I aufgrund der unterschiedlichen
Hubverläufe relativ zueinander verschoben, so daß die beiden Bohrungen nicht mehr
miteinander fluchten und ein Verschieben des Koppelelementes nicht möglich ist.
Durch das nachfolgend erläuterte Zusammenwirken des Kolbens 38 und des
Gegenelementes 50 wird sichergestellt, daß für das Verschieben des Koppelstiftes
ausreichend Zeit zur Verfügung steht.
Wird in der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung I des Koppelstiftes 32 und bei dieser
Lagezuordnung des äußeren und inneren Hubübertragungselementes der Druckraum
41 mit Schaltdruck beaufschlagt, wirkt auf den Kolben 38 eine nach rechts gerichtete
Kraft, die diesen und damit den Koppelstift 32 nach rechts zu verschieben versucht.
Diese Verschiebung nach rechts wird jedoch durch Anlage der Schulter 49 am
Gegenelement 50 begrenzt. Die Länge des Abschnittes 48 ist dabei so abgestimmt,
daß bei Anlage der Schulter 49 am Gegenelement ein definierter Abstand zur offenen
Stirnseite der Führungshülse 36 bzw. zur gegenüberliegenden Stirnseite 53 des
Koppelstiftes verbleibt.
Wird im Verlauf der Drehbewegung des Nockens der Übergang von der
Grundkreisphase in die Erhebungsphase der Nocken erreicht, werden das äußere und
das innere Tassenelement nach unten verschoben. Das Federelement 52 bzw. die
Lagerung des Gegenelementes sind so ausgebildet, daß sich das Gegenelement
gegenüber der in Fig. 2 dargestellten Lage nicht weiter nach unten bewegt. Durch die
Hubbewegung der beiden Hubübertragungselemente ergibt sich somit eine relative
Lageänderung des Kolbens 38 relativ zum Gegenelement 50 nach unten, so daß das
Gegenelement 50 nicht mehr an der Schulter 49 anliegt und die Bewegung des
Kolbens nach rechts freigegeben wird. Der Kolben wird dabei so weit verschoben, daß
seine Stirnseite 39 an der Stirnseite 53 des Koppelstiftes 32 anliegt. Aufgrund der
unterschiedlichen Hubverläufe der beiden Hubübertragungselemente verschieben sich
diese relativ zueinander, wobei dann die Bohrungen 27 und 24 nicht mehr fluchten.
Daher liegt die der Führungshülse 37 zugewandte Stirnseite des Koppelstiftes 32 an
dieser an, so daß ein weiteres Verschieben des Koppelstiftes 32 und des Kolbens 38
verhindert wird. Aufgrund der abgestimmten Länge des Koppelstiftes ist dabei ein
ungehindertes Verschieben des inneren und äußeren Tassenelementes relativ
zueinander möglich. Am Ende der Erhebungsphase des Nockens 3 bewegt sich das
äußere Tassenelement 13 relativ zum inneren Tassenelement 14 nach oben. Beim
Übergang von der Erhebungsphase in die Grundkreisphase des Nockens wird das
Gegenelement 50 durch den Kolben bzw. durch den Kolbenabschnitt 54 zwischen
Ringnut 47 und dem Abschnitt 48 angehoben, so daß bei Erreichen der
Grundkreisphase und fluchtenden Bohrungen 24 und 27 der Kolben 38 und der
Koppelstift 32 durch die Druckwirkung im Druckraum 41 nach rechts in die
Koppelstellung verschoben werden. Der Verschiebeweg des Koppelstiftes 32 wird
dabei durch Anlage am Verschlußstopfen 46 begrenzt. In dieser Schaltstellung des
Kolbens kann das Gegenelement 50 in die Ringnut 47 eingreifen. Aufgrund der
Druckwirkung im Druckraum 41 werden der Kolben 38 und der Koppelstift 32 in ihrer
Koppelstellung bzw. Schaltstellung 2 gehalten. Zusätzlich wird während der gesamten
Erhebungsphase des Nockens der Koppelstift 32 aufgrund der durch die Wirkung der
Ventilfeder 12 verursachten Klemmung unabhängig vom Druck im Druckraum 41
gehalten.
Um den Kolben 38 und den Koppelstift 32 wieder in die in Fig. 2 dargestellte
Schaltstellung I zu verschieben, wird der Druck im Druckraum 41 soweit reduziert, daß
die Kraft aufgrund der Wirkung der Druckfeder 35 überwiegt. Ein Zurückschieben des
Koppelstiftes und des Kolbens ist dabei jedoch erst möglich, wenn der Nocken im
Zusammenwirken mit dem inneren und äußeren Tassenelement aus der
Erhebungsphase in die Grundkreisphase übergeht, so daß die durch die Ventilfeder
verursachte Klemmwirkung auf den Koppelstift 32 nachläßt und gleichzeitig auch das
Gegenelement 50 nicht mehr in die Ringnut 47 eingreift. Bei verringertem Druck im
Druckraum 41 kann der Kolben 38 durch die Zugfeder 44 in die in Fig. 2 dargestellte
linke Schaltstellung zurückziehen, solange sich der Nocken in der Erhebungsphase
befindet und das Gegenelement 50 nicht mehr in die Ringnut 47 ragt. Der Koppelstift
32 wird dabei durch die zuvor beschriebene Klemmwirkung in seiner Koppelstellung
gehalten. Erst bei Erreichen der Grundkreisphase kann dann der Koppelstift aufgrund
der Wirkung der Druckfeder 35 in seine linke Schaltstellung zurückgedrückt werden.
Die in den Fig. 3 bis 5 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiele der Erfindung
unterscheiden sich von dem zuvor beschriebenen durch die Anordnung des
Gegenelementes und durch die Ausbildung des Kolbens bzw. der diesen
aufnehmenden Führungshülse. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die endseitig verschlossene Führungshülse 36A verlängert und ragt über
den Außenumfang des äußeren Tassenelementes 13A hinaus. Diese Führungshülse
36A wirkt mit der nicht näher dargestellten Führungsaufnahme im Zylinderkopf als
Verdrehsicherung zusammen. In dieser Führungshülse 36A sind ein Kolben 38A und
ein dem Koppelstift 32 zugewandter Zusatzstift 55 geführt. Der Kolben 38A hat eine
an seinem Außenumfang angeordnete, umlaufende Ringnut 56 und in seiner dem
Zusatzstift 55 zugewandten Stirnseite eine Vertiefung 57. In dieser Vertiefung 57
stützt sich eine Druckfeder 58 ab, die auf der angrenzenden Stirnseite 59 des
Zusatzstiftes 55 anliegt. Die gegenüberliegende Stirnseite 60 des Zusatzstiftes 55 ist
ballig ausgebildet und liegt am Koppelstift 32 an. Das Gegenelement 50A ist in diesem
Ausführungsbeispiel im Bereich des Außenumfanges des äußeren Tassenelementes
13A angeordnet und wirkt über eine Bohrung 51A in der Führungshülse 36A mit der
Ringnut 56 zusammen. Die Abmessungen des Kolbens 38A und des Zusatzstiftes 55
sind so aufeinander abgestimmt, daß zwischen den beiden Bauteilen in der in Fig. 3
dargestellten Schaltstellung I ein Freiraum 61 verbleibt. Bei Druckbeaufschlagung des
Druckraumes 41A verbleiben der Kolben 38A und der Zusatzstift 55 in ihrer in Fig. 3
dargestellten Schaltstellung, so lange das Gegenelement 50A in die Ringnut 56
eingreift. Befindet sich der Nocken im Zusammenwirken mit dem inneren und dem
äußeren Tassenelement 13A bzw. 14A in der Erhebungsphase sind die beiden
Tassenelemente und somit auch der Kolben 38A gegenüber dem Gegenelement 50A
relativ nach unten verschoben, so daß die Ringnut 56 und das Gegenelement 50A
nicht mehr sperrend zusammenwirken. Durch den Druck im Druckraum 51A kann dann
der Kolben 38A so weit nach rechts verschoben werden, daß der Freiraum 61
überbrückt wird und der Kolben am Zusatzstift 55 anliegt. Am Ende der
Erhebungsphase liegt dann das Gegenelement 50A am Außenumfang des
Kolbenabschnittes 62 an, so daß anschließend in der Grundkreisphase der Kolben 38A
und der Zusatzstift 55 bei fluchtenden Bohrungen nach rechts verschiebbar sind und
gleichzeitig den Koppelstift 32 in die Schaltstellung II verschieben. Über den Zusatzstift
55 und den Koppelstift 32 sind dann das innere Tassenelement 14A und das äußere
Tassenelement 13A in ihrer nachfolgenden Hubbewegung miteinander gekoppelt. In
dieser nicht dargestellten Schaltstellung II ragt dann bei Erreichen der
Grundkreisphase das Gegenelement 50A hinter den Kolben 38A bzw. dem
Kolbenabschnitt 62 in das Innere der Führungshülse 36A. Bei Verringerung des
Druckes im Druckraum 41A wird der Kolben während der Grundkreisphase durch das
Gegenelement 50A in der rechten Schaltstellung gehalten. Beim Übergang in die
Erhebungsphase kann der Kolben 38A durch die Wirkung der Druckfeder zurück in die
linke Schaltstellung bewegt werden, während der Zusatzstift 55 und der Koppelstift 32
aufgrund der zuvor beschriebenen Klemmwirkung in ihrer Position verbleiben. Bei
Erreichen der Grundkreisphase wird dann der Koppelstift 32 aufgrund der Wirkung der
Druckfeder 35 in seine linke Schaltstellung zurückgedrückt, wobei gleichzeitig der
Zusatzstift 55 nach links verschoben wird.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von
dem zuvor beschriebenen nur durch die Ausbildung des Kolbens 38B und des
Zusatzstiftes 55B. Der Zusatzstift 55B hat eine axial verlaufende Bohrung 63, in der
eine Druckfeder 58B befestigt ist. Diese Druckfeder 58B wirkt mit einem Abschnitt
48B des Kolbens 38B zusammen, der in die Bohrung 63 ragt. Dieser hat auf seiner
dem Koppelstift 32 abgewandten Seite eine umlaufende Ringnut 47B, die in der
Schaltstellung II mit dem Gegenelement 50B zusammenwirkt. In der dargestellten
Schaltstellung I wirkt dieses Gegenelement 50B mit der Schulter 49B am Übergang
zum Abschnitt 48B zusammen. Die Abmessungen des Kolbens 38B und des
Zusatzstiftes 54B sind auch in diesem Ausführungsbeispiel so aufeinander
abgestimmt, daß in der in Fig. 4 dargestellten Schaltstellung I ein Freiraum 61B
zwischen der Schulter 49B und der angrenzenden Stirnseite des Zusatzstiftes 55B
verbleibt.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die
Führungshülse 36C zweiteilig ausgebildet. Der am Außenumfang des äußeren
Tassenelementes 13C angeordnete Teil 64 ist endseitig offen ausgebildet. Durch
diesen Teil 64 der Führungshülse ragt ein Abschnitt 65 des Kolbens 38C nach außen
und dient als Verdrehsicherung für das äußere Tassenelement 13C. Dieser Abschnitt
65 ist mit einer Ringnut 66 versehen, die mit dem Gegenelement 50C zusammenwirkt.
Im Inneren des äußeren Tassenelementes 13C hat der Kolben 38C einen Abschnitt 67
größeren Durchmessers. Dieser Abschnitt 67 wird zwischen dem äußeren Teil 64 und
dem inneren Teil 68 der Führungshülse 36C geführt. Der Druckraum 41C ist in diesem
Fall als Ringraum ausgebildet, der durch den äußeren Teil der Führungshülse 64, den
Abschnitt 65 und den Abschnitt 67 des Kolbens 38C begrenzt wird. An der freien
Stirnseite 69 des Abschnittes 67 stützt sich eine Druckfeder 58C ab, die
gegenüberliegend am Grund einer Vertiefung 70 im Zusatzstift 55C anliegt.
Die Abmessungen des Zusatzstiftes 55C und des Kolbens 38C sind ebenfalls so
ausgebildet, daß in der in Fig. 5 dargestellten Schaltstellung I ein Freiraum 61C
verbleibt.
Claims (9)
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, 13A bis 13C), 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, 14A bis 14C), welches mit einer zweiten Nockenbahn
zusammenwirkt, wobei die beiden Hubübertragungselemente durch ein
verschiebliches Koppelelement (32; 38, 38A bis 38C; 55, 55B, 55C) in einer ersten
Schaltstellung miteinander gekoppelt und in einer zweiten Schaltstellung unabhängig
voneinander beweglich sind, und mit einer Verriegelungskontur (47, 49; 56; 47B, 49B;
66) am Koppelelement (32; 38, 38A bis 38C; 55, 55B, 55C), die im Zusammenwirken
mit einem Gegenelement (50, 50A bis 50C) ein Verschieben des Koppelelementes in
definierten Stellungen der Nockenwelle oder der Hubübertragungselemente sperrt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenwirken von Verriegelungskontur (47,
49; 56; 47B, 49B; 66) und Gegenelement (50, 50A bis 50C) in Abhängigkeit vom Hub
zumindest eines der beiden Hubübertragungselemente (13, 13A bis 13C; 14, 14A bis
14C) erfolgt, und daß das Gegenelement gehäusefest im Zylinderkopf (6) der
Brennkraftmaschine angeordnet ist.
2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Hubübertragungselemente als inneres (14, 14A bis 14C) und äußeres
Hubübertragungselement (13, 13A bis 13C) eines Tassenstößels ausgebildet sind.
3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die
Verriegelungskontur (47, 49; 56; 47B, 49B; 66) aufweisende Bauteil (38, 38A bis 38C)
des Koppelelementes im äußeren Hubübertragungselement (13, 13A bis 13C)
längsverschieblich geführt ist.
4. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das die Verriegelungskontur (47, 49; 56; 47B, 49B; 66) aufweisende Bauteil (38, 38A
bis 38C) der Koppeleinrichtung als hydraulisch verschiebbarer Kolben ausgebildet ist.
5. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben (38, 38A bis 38C) auf ein im angrenzenden Hubübertragungselement (14,
14A bis 14C) geführten Koppelstift (32) einwirkt, und daß der Kolben über ein
längsverschiebliches Zwischenelement (55, 55B, 55C) auf den Koppelstift einwirkt,
und daß der Kolben und das Zwischenelement über ein Federelement (58, 58B, 58C)
in Wirkverbindung stehen.
6. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der mit der Verriegelungskontur (47, 49; 56; 47B, 49B; 66) versehene hydraulisch
verschiebbare Kolben (38, 38A bis 38B) im äußeren Hubübertragungselement (13,
13A bis 13B) geführt ist, und daß das Gegenelement (50, 50A bis 50C) im Bereich
des Außenumfanges/der Außenseite des Hubübertragungselementes (13, 13A bis
13C) angeordnet ist.
7. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gegenelement (50, 50A bis 50C) in Bewegungsrichtung der
Hubübertragungselemente (13, 13A bis 13C; 14, 14A bis 14C) nachgiebig und in
Bewegungsrichtung des Koppelelementes (32; 38, 38A bis 38C; 55, 55B, 55C) im
wesentlichen unnachgiebig ist.
8. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gegenelement (50, 50A bis 50C) mit zwei voneinander beabstandeten
Verriegelungskonturen (47, 49; 56; 47B, 49B; 66) zusammenwirkt.
9. Ventiltrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben (38, 38A bis 38C) gegen die Wirkrichtung der hydraulischen
Beaufschlagung mit einem Federelement zusammenwirkt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998101701 DE19801701A1 (de) | 1998-01-17 | 1998-01-17 | Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998101701 DE19801701A1 (de) | 1998-01-17 | 1998-01-17 | Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19801701A1 true DE19801701A1 (de) | 1999-07-22 |
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ID=7854954
Family Applications (1)
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DE1998101701 Ceased DE19801701A1 (de) | 1998-01-17 | 1998-01-17 | Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19801701A1 (de) |
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