DE19838909A1 - Schaltbarer Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Vorgeschlagen ist ein schaltbarer Ventiltrieb (1), bestehend aus einem von einem Nocken (9) beaufschlagten Schlepphebel (2), der auf einem Abstützelement (6) mit seinem einen Ende (3) gelagert ist. In einem Gehäuse (10) des Abstützelements (6) ist ein Druckkolben (5) axial beweglich aufgenommen. Dieser ist so vom Gehäuse über ein Koppelmittel (21) abkoppelbar, daß das betreffende Gaswechselventil (8) geschlossen bleibt und der Schlepphebel (2) eine Schwenkbewegung um ein Ende dieses Gaswechselventils vollzieht. DOLLAR A Zur Vermeidung von Fehlschaltungen des Koppelmittels (21) sind im Druckkolben (5) Sperrmittel (18) vorgeschlagen. Diese gestatten in Zusammenarbeit mit Beaufschlagungsmitteln (32), die im Schlepphebel (2) und im Kopf (4) des Druckkolbens (5) integriert sind, eine Verlagerung des Koppelmittels (21) unmittelbar im Übergangsbereich eines Endes eines Kontakts einer Ablaufflanke zum Beginn eines Kontakts eines Grundkreises des Nockens (9) am Schlepphebel (2) und sperren zumindest über einen vollständigen weiteren Kontakt des Grundkreises diese Verlagerungsbewegung. Die Sperrung ist dabei abhängig vom Schwenkwinkel des Schlepphebels (2).

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit folgenden Merkmalen:

• - der Ventiltrieb besteht aus einem von einem Nocken beaufschlagten Schlepphebel sowie einem Abstützelement, welches Abstützelement mit einem Gehäuse, einem Druckkolben mit Rückstellmitteln und einem Koppelmittel zum wahlweisen Verbinden des Druckkolbens mit dem Ge­ häuse versehen ist bzw. besteht der Ventiltrieb aus mehreren dieser Elemente;
• - das Gehäuse ist in eine Aussparung eines Zylinderkopfes eingesetzt und umfaßt den axial gegenüber seinem Innenmantel zwischen einer Zuschalt- und Abschaltstellung für den Ventiltrieb beweglichen Druck­ kolben;
• - der Druckkolben überragt einen dem Schlepphebel zugewandten Rand des Gehäuses mit seinem Kopf und ist über die Rückstellmittel in Rich­ tung zum Schlepphebel angefedert;
• - der Schlepphebel ist auf dem Kopf mit einem Ende schwenkbeweglich gelagert;
• - im Gehäuse und Abstützelement ist je eine Aufnahme für das Koppel­ mittel angeordnet, die in einer axial entfernten Relativstellung des Druckkolbens zum Gehäuse zueinander fluchten, bei welcher Relativ­ stellung die Zuschaltstellung des Ventiltriebs herstellbar ist und
• - das Koppelmittel ist in den Aufnahmen derartig über Servomittel verla­ gerbar, daß es zur Erzielung der Zuschaltstellung mit Teilbereichen in beiden Aufnahmen und zur Erzielung der Abschaltstellung vollständig in einer der Aufnahmen verläuft.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiges Abstützelement geht gattungsbildend aus der DE-OS 195 00 575 hervor. Nachteilig ist es bei diesem, daß keine Mittel vorgesehen sind, um Fehlschaltungen dessen Kolben als Koppelmittel auszuschließen. So besitzen diese Kolben keinerlei Information darüber, wann es technisch sinnvoll ist, eine Ringfläche zwischen einem Druckkolben und einem Gehäuse des Abstüt­ zelements zu übergreifen. Da ein derartiges Abstützelement in aller Regel in einer Nockengrundkreisphase geschaltet wird, in welcher seine beiden mitein­ ander zu verriegelnden Teile Gehäuse/Druckkolben quasi spannungsfrei zu­ einander verlaufen und in welcher aus dem geschalteten Zustand heraus die Aufnahmen für das Koppelmittel zueinander fluchten, kann es beispielsweise bei hohen Drehzahlen bzw. anderen Einflüssen wie Druckmittelschwankungen und ähnlichem dazu kommen, daß das Koppelmittel beim Verlassen der Grundkreisphase des Nockens, d. h. mit dessen Anlaufflanke, nicht seine Kop­ pel- bzw. Entkoppelposition erreicht hat. Überschneidet in einem derartigen Übergangszustand das jeweilige Koppelmittel die Ringfläche zwischen Gehäu­ se und Druckkolben lediglich gering, so kann zum Beispiel bei gewünschtem Koppelzustand dieser abreißen und der Druckkolben verschiebt sich schlagar­ tig in das Gehäuse. Somit kann es zu einer erheblichen Bauteilbeanspruchung bzw. Geräuschentwicklung am Abstützelement kommen.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen schaltbaren Ventiltrieb der vorge­ nannten Art zu schaffen, bei welchem die zitierten Nachteile beseitigt sind und bei dem insbesondere mit einfachen Mitteln ein Mechanismus ge­ schaffen ist, über den Fehlschaltungen während der eben genannten Be­ triebszustände ausgeschlossen sind und der kompakt aufgebaut ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

• - daß im Abstützelement Sperrmittel vorgesehen sind, die eine Verlage­ rung des Koppelmittels aus der Zuschalt- in die Abschaltstellung und umgekehrt, trotz ausgelöster Beaufschlagung des Servomittels, nur un­ mittelbar im Übergangsbereich eines Endes eines Kontakts einer Ab­ laufflanke zum Beginn eines Kontakts eines Grundkreises des Nockens am Schlepphebel freigeben und zumindest über einen vollständigen weiteren Kontakt des Grundkreises sperren und
• - daß der Schlepphebel und der Kopf des Druckkolbens je einen Teil von miteinander zusammenwirkenden Beaufschlagungsmitteln haben, über welche die Sperrmittel in Abhängigkeit eines Schwenkwinkels des Schlepphebels zumindest mittelbar betätigbar sind.

Hierdurch ist ein schaltbarer Schlepphebeltrieb vorgeschlagen, bei welchem das Triggersignal für die Sperrmittel in Abhängigkeit eines Schwenkwinkels des Schlepphebels diesen übermittelt wird. In aller Regel steht nach Auslö­ sung des Schaltbefehls für das vorzugsweise als Hydraulikmittel vorge­ schlagene Servomittel zur Verlagerung des Sperrkolbens und des Koppel­ mittels ein relativ großes Zeitfenster (maximal 360° Nockenwellenumdre­ hung) zur Verfügung. Wird der Schaltbefehl für das Servomittel zur Verlage­ rung des Koppel mittels in Entkoppelrichtung beispielsweise in etwa in der Mitte eines Kontakts des genannten Grundkreises ausgelöst, so bleibt eine beispielsweise bestehende Verriegelung bis zum unmittelbar nächsten Grundkreisbeginn erhalten. Die vorgenannten Fehlschaltungen sind so wir­ kungsvoll und relativ einfach vermieden. Notwendig ist es lediglich, den Sperrkolben, außer zum unmittelbaren Grundkreisbeginn und vorherigem Ende der Nockenablaufflanke, über den gesamten Grundkreisdurchlauf zu fixieren. Beim weiteren Nockendurchlauf ist das System ohnehin entweder verspannt bzw. ist durch die Relativverlagerung des Druckkolbens zum Ge­ häuse ein Ausschieben des Koppel mittels nicht möglich.

Gleichzeitig ist über einen Sperranker als weiteren Bestandteil der Sperr­ mittel garantiert, daß der Sperrkolben sozusagen eine Zwangssteuerung in eine seiner Endlagen erfährt.

Vorgeschlagen sind zwar zwei in der Aufnahme des Druckkolbens angeord­ nete Sperrkolben, die über eine gemeinsame Druckfeder auseinanderge­ drückt werden. Denkbar und vorgesehen ist es jedoch auch, nur einen Sperrkolben mit den entsprechenden Rastausnehmungen zu applizieren.

Einerseits ist es zwar vorgesehen, den Ventiltrieb so auszulegen, daß des­ sen Abstützelement bei nicht anliegendem Druck an Servomittel wie Hy­ draulikmittel zugeschaltet ist. Jedoch ist es alternativ auch vorgesehen, bei dem genannten nicht anliegenden Druck die Abschaltstellung zu erzielen.

Als ein Teil der Beaufschlagungsmittel ist beispielsweise ein Schieber im Kopf des Druckkolbens vorgeschlagen. Auf diesen Schieber wirken als weiterer Teil der Beaufschlagungsmittel vom einen Ende des Schlepphebels ausgehende Zungen ein. Durch diese Zungen erfolgt beim Verschwenken des Schlepphebels bei Nockenhub eine Axialverlagerung des Schiebers in seiner Aufnahme im Kopf zum Herstellen oder Lösen einer Sperrstellung für den Sperrkolben. Der Schieber besitzt dabei erfindungsgemäß eine Signal­ bahn, z. B. eine einfache Ringnut, die mit den Sperrmitteln kommuniziert.

In Fortbildung der Erfindung ist es vorgeschlagen, das mit dem Schieber unmittelbar zusammenwirkende eine Sperrmittel als Sperranker herzustel­ len, der mit einem einfachen Auge den Sperrkolben umfaßt. Der Sperranker kann beispielsweise pleuelartig hergestellt sein, jedoch ausdrücklich auch andere Geometrie besitzen. Er hat vorteilhafterweise an seiner Unterseite einen klinkenartigen Eingriffsabschnitt für die Rastausnehmungen.

Insbesondere aus Bauraumgründen ist es vorteilhaft, wenn das Koppelmittel in einer radialen Ausformung des Gehäuses oder in einem separaten sowie dessen Aufnahme im Gehäuse radial erweiternden Bauteil geführt ist.

Gleichfalls ist es vorteilhaft, wenn das Koppelmittel und der Sperrkolben als Sperrmittel an den angrenzenden Stirnseiten ballig bzw. zylindrisch herge­ stellt ist.

Wie genannt, ist es als bevorzugtes Servomittel zur Verlagerung des Sperr­ kolbens und Koppelmittels in eine Schaltstellung (beispielsweise Abschalt­ stellung) vorgesehen, ein Hydraulikmittel anzuwenden. Die Rückstellung soll hierbei über ein Druckfedermittel oder auch über Hydraulikmittel herge­ stellt werden. Denkbar ist es zudem, wenigstens eine der Bewegungsrich­ tungen des Koppelmittels über einen Elektromagnet oder ähnliches zu reali­ sieren. Gleichfalls kann anstelle des mechanischen Druckfedermittels ein Ferromagnet oder ein Pneumatikmittel eingesetzt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Abstützelement mit Mitteln zum hy­ draulischen Ventilspielausgleich versehen wird. Aus bauraum- und ferti­ gungstechnischen Gründen ist es dabei angebracht, diese Mittel im Bereich eines Bodens des Gehäuses anzuordnen, so daß die Koppel- und Sperr­ mittel axial oberhalb (in Richtung zum Schlepphebel gesehen) der Mittel zum hydraulischen Ventilspielausgleich verlaufen.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Ventiltrieb, der ein Abstützele­ ment hat, dessen mit dem Schlepphebel kommunizierendes Bauteil als äu­ ßeres Bauteil unmittelbar in einer Bohrung einer Zylinderkopfes oszilliert und ein inneres, ortsunbewegliches Bauteil umfaßt.

Der erfindungsgemäße Ventiltrieb soll insbesondere zur vollständigen Ab­ schaltung des entsprechenden Gaswechselventils dienen. Hierdurch ist es möglich, ganze Zylinder während eines niedrigen Lastzustandes der Brenn­ kraftmaschine abzuschalten. Denkbar ist es jedoch auch, Teilhübe des be­ aufschlagten Ventils herzustellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung naher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Ventiltrieb mit beaufschlagtem Gaswechselventil;

Fig. 2 in gegenüber Fig. 1 vergrößerter Darstellung ein Ab­ stützelement mit den besonderen erfindungsgemäßen Mitteln und angreifendem Schlepphebel;

Fig. 3 im Teilschnitt ein Element nach Fig. 2, mit ver­ schwenktem Schlepphebel und noch erhaltener Zu­ schaltstellung des Koppelmittels;

Fig. 4 ein Abstützelement wie vorgenannt, mit hergestellter Abschaltstellung des Koppelmittels;

Fig. 5 ein Abstützelement wie vorgenannt, in Abschaltstellung und Relativhub des Druckkolbens zum Gehäuse;

Fig. 6 einen Druckkolben des Abstützelement mit Seitenan­ sicht auf seinen Sperranker und die

Fig. 7-9 das Abstützelement mit alternativen Ausgestaltungen, insbesondere dessen Sperrmittels.

Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen

Zum Aufbau:
Anhand der Fig. 1 und 2 soll der anmeldungsgemäße Ventiltrieb 1 näher in seinem Aufbau beschrieben werden.

Der Ventiltrieb 1 ist hier als Schlepphebeltrieb ausgelegt. Ein Schlepphebel 2 ist an seinem einen Ende 3 auf einem Kopf 4 eines Druckkolbens 5 eines Abstützelements 6 schwenkbeweglich gelagert. An seinem anderen Ende 7 wirkt der Schlepphebel 2 auf ein Gaswechselventil 8 im Hubsinn ein. In et­ wa im Bereich seiner Mitte ist der Schlepphebels 2 auf seiner dem Abstüt­ zelement 6 abgewandten Seite von einem Nocken 9 einer Nockenwelle kontaktiert.

Das Abstützelement 6 besteht ferner aus einem Gehäuse 10, welches un­ mittelbar in einen nicht gezeigten Zylinderkopf eingebaut ist. Der Druckkol­ ben 5 ist axial beweglich zum Gehäuse 10 in diesem gelagert. Dabei ist er in Richtung zum Schlepphebel 2 über ein hier als Druckfeder 41 (Druckfe­ derpaket) ausgebildetes Rückstellmittel 11 angefedert. Gleichzeitig verläuft im Bereich eines Bodens 12 des Gehäuses 10 ein an sich bekanntes Mittel 13 zum hydraulischen Ventilspielausgleich.

Der Schlepphebel 2 besitzt im Bereich seines Endes 3 eine dem Kopf 4 zugewandte Kalotte 14. Gleichzeitig ist der Kopf 4 kalottenseitig ballig aus­ gebildet, so daß er zu der Kalotte 14 eine komplementäre Form hat. Dies garantiert die ungehinderte Schwenkbewegung des Schlepphebels 2 um sein Schwenkzentrum auf dem Kopf 4 in Zuschaltstellung des Ventiltriebs 1.

Radial durch den Druckkolben 5 (auch eine sekantenartige oder wind­ schiefe Lösung ist hier denkbar) verläuft eine als Bohrung ausgebildete Aufnahme 15. Die Aufnahme 15 fluchtet in dem in Fig. 2 gezeigten Zu­ stand, welcher der Zuschaltstellung des Ventiltriebs 1 entspricht, mit einer weiteren Aufnahme 16 (siehe auch Fig. 3) im Gehäuse 10. In der Aufnah­ me 15 verläuft hier ein zweigeteilter Sperrkolben 17, der Bestandteil von Sperrmitteln 18 ist. Der Sperrkolben 17 besitzt zwei axial beabstandete Ra­ stausnehmungen 19, 20. Diese sind im Maß einer maximalen Verlage­ rungsbewegung eines Koppelmittels 21 voneinander beabstandet. Das Koppelmittel 21 grenzt mit seiner axial inneren Stirnseite 22 an den Sperr­ kolben 17 an und verläuft in einer später zu erläuternden Abschaltstellung des Ventiltriebs 1 vollständig in der Aufnahme 16 des Gehäuses 10. Hierzu besitzt das Gehäuse 10 ein separates und dieses radial erweiternde Bauteil 23.

Das kolbenförmige Koppelmittel 21 ist radial nach innen in Richtung zur Aufnahme 15 über ein Servomittel wie wenigstens eine Druckfeder 24 be­ aufschlagt. Axial vor dem Sperrkolben 17, an dessen dem Koppelmittel 21 abgewandter Stirnseite 25, ist ein Druckraum 26 für ein Servomittel wie Hy­ draulikmittel gebildet.

Parallel zur Längsachse des Schlepphebels 2 verläuft im Kopf 4 des Druck­ kolbens 5 ein Schieber 33 als ein Bestandteil der Beaufschlagungsmittel 32. Der Schieber 33 durchragt mit seinen Stirnseiten 36 den Kopf 4. Gleichzei­ tig ist die Kalotte 14 des Schlepphebels 2 auf der Seite der Stirnseiten 36 axial in Richtung zum Abstützelement 6 unter Bildung von Zungen 29 ver­ längert. Diese Zungen 29 stellen den weiteren Teil der Beaufschlagungs­ mittel 32 dar. Der Schieber 33 ist so auf einer Höhe im Kopf 4 positioniert, daß dessen Stirnseiten 36 von Enden 35 der Zungen 29 kontaktiert sind.

Der Schieber 33 besitzt eine mittige, keilartige Signalnut 34, in die ein hier keilförmig auslaufendes Ende 30 eines Sperrankers 28 als Bestandteil der Sperrmittel 18 eingerastet ist. Der Sperranker 28 erstreckt sich zentrisch durch den Kopf 4 und hat im Abschnitt seines anderen Endes 31 ein einen Außenmantel 38 des Sperrkolbens 17 mit seiner Bohrung 42 umschließen­ des Auge. An einer Unterseite 43 des Auges ist ein keilförmiger Eingriffsab­ schnitt 44 wie eine Klinke, ein Zahn, eine Klaue o. ä. ausgebildet. Dieser Eingriffsabschnitt 44 greift in Fig. 2 in die Rastausnehmung 20 zwischen den beiden Teilen des Sperrkolbens 17 ein. Einer Oberseite 47 des Auges liegt in Bohrungsrichtung eine Aussparung 46 (siehe auch Fig. 3) in der Aufnahme 15 gegenüber. Gleichzeitig ist erkennbar, daß das Druckfederpa­ ket 41 in Richtung zum Schlepphebel 2 gegen die Unterseite 43 des Auges des Sperrankers 28 wirkt und somit nur mittelbar am Druckkolben 6 abge­ stützt ist.

Zur Funktion:
Wie in den Vorteilsangaben zu den Ansprüchen schon angeführt, verhin­ dern die Sperrmittel 18 in Zusammenarbeit mit den Beaufschlagungsmitteln 32 eine ungewollte Verlagerung des Koppelmittels 21. So kann es im Stand der Technik passieren, daß nach Auslösung des Koppelbefehls für das ent­ sprechende Servomittel, um beispielsweise die Abschaltstellung des Ventil­ triebs 1 zu erzielen, das Koppelmittel 21 nicht seine gewünschte Endstel­ lung in der Aufnahme 16 erreicht. Bei anschließendem Nockenhub kann die noch bestehende Minimalkopplung abreißen und es zu einer Bauteilzerstö­ rung bzw. erheblichen Geräuschemission kommen. Derartige Fehlschaltun­ gen werden durch die erfindungsgemäßen Mittel wirkungsvoll eliminiert. Insbesondere wird ein relativ langes Zeitfenster (maximal 360° Nockenwel­ lenumdrehung) nutzbar, um nach Auslösung des entsprechenden Schalt­ befehls für das Koppelmittel 21 dieses zu verlagern. Durch die anschlie­ ßend erläuterten erfindungsgemäßen Mittel wird eine Verlagerung des Kop­ pelmittel 21 lediglich unmittelbar im Übergangsbereich eines Endes eines Kontakts einer Ablaufflanke zu Beginn eines Kontakts eines Grundkreises des Nockens 9 am Schlepphebel 2 freigegeben. Über einen weiteren voll­ ständigen Kontakt des Grundkreises 2 ist die Verlagerung des Koppelmittels 21 zwangsweise gesperrt, d. h. dieses wird in einer seiner Endpositionen gehalten.

Gemäß Fig. 2 ist das Koppelmittel 21 in seiner Koppelstellung gezeigt. Diese Koppelstellung entspricht der Zuschaltstellung des Ventiltriebs 1, bei welcher ein voller Hub des Gaswechselventils 8 erzielt wird. Hierzu befindet sich der Druckkolben 5 in seiner axial entfernten Position zum Gehäuse 10. Der durch die Druckfedern 41 in Richtung zum Schlepphebel 2 beaufschlagte Sperranker 28 liegt mit seinem Ende 30 der Signalnut 34 des Schiebers 33 gegenüber. Dies ist durch die mittige Einspannung des Schiebers 33 über die Zungen 29 im Grundkreis des Nockens 9 bewerkstelligt. Hierdurch kann der Eingriffsabschnitt 44 des Auges des Sperrankers 28 in die Rastaus­ nehmung 20 eingreifen. Die Zuschaltstellung des Ventiltriebs 1 ist fixiert. Gezeigt ist, wie genannt, hier der Schlepphebel 2 (in Fig. 2) während eines Grundkreisdurchlaufs des Nockens 9. Kommt es erst jetzt zu einem Druck­ aufbau im Druckraum 26 zur Verlagerung des Koppelmittels 21 in dessen Entkoppelstellung, so kann das Koppelmittel 21 aufgrund der Fixierung nicht mehr verlagert werden. Das Hydraulikmittel bleibt jedoch im Druck­ raum 26 über den darauffolgenden Durchlauf des Nockens 9 "vorgespannt".

Fig. 3 offenbart den Schlepphebel 2 in seinem durch Nockenhub ver­ schwenkten Zustand. Dabei ist der Schieber 33 durch die hier linke Zunge 29 derartig in Längsrichtung verlagert, daß das Ende 30 des Sperrankers 28 außerhalb der Signalnut 34 verläuft. Hierdurch wird der Sperranker 28 vom Schlepphebel 2 wegbewegt. Sein Eingriffsabschnitt 44 ist außer Ein­ griff von der Rastausnehmung 20 und sein Ende 31 wird in die Aussparung 46 bewegt. Das Hydraulikmittelpolster im Druckraum 26 wirkt weiterhin auf die anliegende Stirnseite 25 des Sperrkolbens 17. Dadurch verlagert sich der vorher auseinandergerückte, zweiteilige Sperrkolben 17 mit seinem in Zeichnung gezeigten linken Teil an das rechte Teil heran.

Mit ablaufender Nockenflanke (siehe Fig. 4) und Erreichen des Über­ gangsbereiches des Endes des Kontakts der Ablaufflanke zum Beginn des Kontakts des Grundkreises des Nockens 9 wird die Verspannung des Kop­ pelmittels 21 aufgehoben. Dieses wird nun schlagartig in seine Entkoppel­ stellung in der Aufnahme 16 über den im Druckraum 26 anliegenden Hy­ draulikmitteldruck verlagert. Über den gesamten weiteren Bereich des Grundkreisdurchlaufs des Nockens 9 ist nunmehr das Koppelmittel 21 wie­ derum an einer weiteren Verlagerungsbewegung blockiert, da der Eingriffs­ abschnitt 44 jetzt in der Rastausnehmung 19 sitzt. Dies ist ermöglicht durch die mittige Einspannung des Schiebers 33 (s. o.). Das Koppelmittel 21 hat seine Abschaltstellung erreicht. Kommt es jetzt zu einem unerwünschten Abbau des Hydraulikmittelpolsters während des Grundkreisdurchlaufs, so kann während dieses Durchlaufs das Koppelmittel 21 nicht mehr über die Kraft seiner Druckfeder 24 in Richtung zur Aufnahme 15 für den Sperrkol­ ben 17 verlagert werden. Die Abschaltstellung bleibt sicher erhalten. Jedoch kann zur gewünschten Erzielung der Zuschaltstellung der Hydraulikmittel­ druck schon frühzeitig während des Grundkreisdurchlaufs so reduziert wer­ den, daß beim nachfolgenden unmittelbaren Grundkreisbeginn die Kopp­ lung des Systems wieder hergestellt ist.

Fig. 5 zeigt den Ventiltrieb 1 in seiner vollständigen Abschaltstellung. Das Gaswechselventil 8 (siehe Fig. 1) bleibt geschlossen. Der Schlepphebel 2 vollzieht eine Schwenkbewegung um seinen Aufstandspunkt am Ende eines Ventilschafts des Gaswechselventils 8. Beim Verlassen des Grundkreises des Nockens 9 verschiebt die hier rechte Zunge 29 den Schieber 33 im Bild nach links. Die Signalnut 34 kommt außer Eingriff vom Ende 30 des Sperrankers 28. Der Eingriffsabschnitt 44 gibt die Rastausnehmung 19 frei. Die zwangsweise Fixierung des Sperrkolbens 17 ist somit aufgehoben. Wird hier bzw. früher der Hydraulikmitteldruck im Druckraum 26 ausreichend re­ duziert, so verlagert sich der linke Teil des Sperrkolbens 17 in der Aufnah­ me 15 soweit hier im Bild nach links, daß die Rastausnehmung 20 mit dem Sperrstift 28 kommuniziert. Unmittelbar am Ende der Ablaufflanke des Noc­ kens 9 kann dann bei aufgehobener Relativbewegung des Druckkolbens 5 zum Gehäuse 10 das Koppelmittel 21 wiederum mit Teilabschnitten in die Aufnahme 15 einfahren. Unmittelbar daran anschließend wird über den restlichen Grundkreisdurchlauf wiederum über den Sperrkolben 17 eine weitere Verlagerung des Koppelmittels 21 bei unerwünschten Druckmittel­ schwankungen verhindert.

Vorgesehen ist es, jedes Abstützelement 6 mit einem separaten Schaltventil zur Schaltung des Hydraulikmitteldrucks zu versehen. Es kann jedoch auch einer Gruppe von Abstützelementen 6, beispielsweise je Zylinder oder Zy­ linderbank, nur ein Schaltventil zugeordnet werden. Die vergrößerten Schaltzeitfenster sind bei realem Motorbetrieb akzeptabel.

Die weitere Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ventiltriebs 1 ergibt sich dem Fachmann aufgrund des Vorgenannten ohne weiteres. Daher wird auf eine fortführende Erläuterung verzichtet.

Die Fig. 6 offenbart den Druckkolben 5 um 90° um seine Längsachse ge­ dreht. Hierdurch ist der Sperranker 28 mit seiner das Auge bildenden Boh­ rung 42 in Seitenansicht zu entnehmen.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen alternative Ausgestaltungen des Ventiltriebs 1 im Bereich des Abstützelements 6. Nach Fig. 7 ist der Sperrkolben 17 eintei­ lig ausgebildet, wobei dessen Rastausnehmung 20 im Bereich einer dem Koppelmittel 21 zugewandten Seite liegt. Das Koppelmittel 21 verläuft im Abschaltzustand des Systems ebenfalls im Druckkolben 5. Es ist in Rich­ tung zum Sperrkolben 17 über eine dieses umschließende und nicht darge­ stellte Druckfeder beaufschlagt.

Die Fig. 8 und 9 offenbaren Ventiltriebe 1, deren Abstützelemente 6 bei nicht anliegendem Druck an Hydraulikmittel ebenfalls über Druckfederkraft verriegelt vorliegen (Druckfeder im Bauteil 23 nicht gezeigt). Der Sperrkol­ ben 17 ist jedoch einteilig ausgebildet und von einem nicht gezeigten me­ chanischen Druckfedermittel umschlossen.

Bezugszeichenliste

1

Ventiltrieb

2

Schlepphebel

3

Ende

4

Kopf

5

Druckkolben

6

Abstützelement

7

Ende

8

Gaswechselventil

9

Nocken

10

Gehäuse

11

Rückstellmittel

12

Boden

13

Mittel

14

Kalotte

15

Aufnahme

16

Aufnahme

17

Sperrkolben

18

Sperrmittel

19

Rastausnehmung

20

Rastausnehmung

21

Koppelmittel

22

Stirnseite

23

Bauteil

24

Druckfeder

25

Stirnseite

26

Druckraum

27

Innenmantel

28

Sperranker

29

Zunge

30

Ende

31

Ende

32

Beaufschlagungsmittel

33

Schieber

34

Signalnut

35

Ende

36

Stirnseite

37

Rand

38

Außenmantel

39

Stirnseite

40

Druckfeder

41

Druckfeder

42

Bohrung

43

Unterseite

44

Eingriffsabschnitt

45

Aussparung

46

Aussparung

47

Oberseite

48

Unterseite

Claims (11)

1. Schaltbarer Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine mit folgenden Merkmalen:

• - der Ventiltrieb (1) besteht aus einem von einem Nocken (9) beauf­ schlagten Schlepphebel (2) sowie einem Abstützelement (6), welches Abstützelement (6) mit einem Gehäuse (10), einem Druckkolben (5) mit Rückstellmitteln (11) und einem Koppelmittel (21) zum wahlwei­ sen Verbinden des Druckkolbens (5) mit dem Gehäuse (10) versehen ist bzw. besteht der Ventiltrieb (1) aus mehreren dieser Elemente;
• - das Gehäuse (10) ist in eine Aussparung eines Zylinderkopfes ein­ gesetzt und umfaßt den axial gegenüber seinem Innenmantel (27) zwischen einer Zuschalt- und Abschaltstellung für den Ventiltrieb (1) beweglichen Druckkolben (5);
• - der Druckkolben (5) überragt einen dem Schlepphebel (2) zuge­ wandten Rand (37) des Gehäuses (10) mit seinem Kopf (4) und ist über die Rückstellmittel (11) in Richtung zum Schlepphebel (2) an­ gefedert;
• - der Schlepphebel (2) ist auf dem Kopf (4) mit einem Ende (3) schwenkbeweglich gelagert;
• - im Gehäuse (10) und Abstützelement (6) ist je eine Aufnahme (16, 15) für das Koppelmittel (21) angeordnet, die in einer axial entfernten Relativstellung des Druckkolbens (5) zum Gehäuse (10) zueinander fluchten, bei welcher Relativstellung die Zuschaltstellung des Ventil­ triebs (1) herstellbar ist und
• - das Koppelmittel (21) ist in den Aufnahmen (16, 15) derartig über Servomittel verlagerbar, daß es zur Erzielung der Zuschaltstellung mit Teilbereichen in beiden Aufnahmen (16, 15) und zur Erzielung der Abschaltstellung vollständig in einer der Aufnahmen (16 oder 15) verläuft; dadurch gekennzeichnet,
• - daß im Abstützelement (6) Sperrmittel (18) vorgesehen sind, die eine Verlagerung des Koppelmittels (21) aus der Zuschalt- in die Ab­ schaltstellung und umgekehrt, trotz ausgelöster Beaufschlagung des Servomittels, nur unmittelbar im Übergangsbereich eines Endes ei­ nes Kontakts einer Ablaufflanke zum Beginn eines Kontakts eines Grundkreises des Nockens (9) am Schlepphebel (2) freigeben und zumindest über einen vollständigen weiteren Kontakt des Grundkrei­ ses sperren und
• - daß der Schlepphebel (2) und der Kopf (4) des Druckkolbens (5) je einen Teil von miteinander zusammenwirkenden Beaufschlagungs­ mitteln (32) haben, über welche die Sperrmittel (18) in Abhängigkeit eines Schwenkwinkels des Schlepphebels (2) zumindest mittelbar betätigbar sind.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß bevorzugt in der Aufnahme (15) des Druckkolbens (5) zumindest ein Sperrkolben (17) als Bestandteil der Sperrmittel (18) mit zwei axial be­ abstandeten Rastausnehmungen (19, 20) an seinem Außenmantel (38) verläuft, die im Maß einer maximalen Verlagerung des Koppelmittels (21), zur Arretierung der Zuschalt- sowie Abschaltstellung, beabstandet sind;
• - daß das vorzugsweise als Kolben gefertigte Koppelmittel (21) in der Ab­ schaltstellung vorzugsweise in der Aufnahme (16) des Gehäuses (10) vollständig angeordnet ist und mit seiner radial inneren Stirnseite (22) an den Sperrkolben (17) grenzt;
• - daß axial durch den Druckkolben (5), in Richtung zu seinem Kopf (4), ein Sperranker (28) für die Rastausnehmungen (19, 20) als weiterer Be­ standteil der Sperrmittel (18) geführt ist;
• - daß der Schlepphebel (2) an seinem einen Ende (3) bevorzugt eine Ka­ lotte (14) aufweist, über die er auf einem vorzugsweise balligen Kontakt­ bereich des Kopfes (4) des Druckkolbens (5) gelagert ist, wobei die Ka­ lotte (14), in Längsrichtung des Schlepphebels (2) gesehen und beid­ seits des Kopfes (4), in je eine sich in Richtung zum Abstützelement (6) erstreckende Zunge (29) als ersten Teil der Beaufschlagungsmittel (32) übergeht und
• - daß der weitere Teil der Beaufschlagungsmittel (32) als Schieber (33) mit einer Signalnut (34) für den Sperranker (28) hergestellt ist, welcher Schieber (33) auf einer Höhe von dem Schlepphebel (2) abgewandten Enden (35) der Zungen (29) so radial durch den Kopf (4) geführt ist, daß dessen Stirnseiten (36) an die Enden (35) angrenzen.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Zungen (29) den Schieber (33) bei einer Schwenkstellung des Schlepphebels (2), die bestimmt ist durch den Kontakt des Grundkreises des Nockens (9) am Schlepphebel (2), so in Mittenlage einspannen, daß ein dem Schieber (33) zugewandtes Ende (30) des Sperrankers (28) in die Signalnut (34) zur Arretierung der Zuschalt- oder Abschaltstellung eingreift und
• - daß die Zungen (29) den Schieber (33) bei einer Schwenkstellung des Schlepphebels (2), die erzielt ist durch einen Kontakt des Nockens (9) am Schlepphebel (2) zumindest weitestgehend außerhalb seines Grund­ kreises, so verlagern, daß das Ende (30) des Sperrankers (28) außer­ halb der Signalnut (34) verläuft, wodurch die Arretierung der Zu­ schalt- oder Abschaltstellung aufgehoben ist.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein weiteres Ende (31) des Sperrankers (28) als Auge hergestellt ist, das den Sperrkolben (17) mit seiner Bohrung (42) umschließt und auf dessen dem Schlepphebel (2) abgewandter Unterseite (43) mit ei­ nem Eingriffsabschnitt (44) wie einer Klinke durch eine Aussparung (45) der Aufnahme (15) in Richtung zu den Rastausnehmungen (19, 20) ge­ führt ist, wobei die Aufnahme (15) auf ihrer dem Schlepphebel (2) zuge­ wandten Seite eine Aussparung (46) für eine Oberseite (47) des Auges des Sperrankers (28) hat.

5. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Koppelmittel (21) in einer radialen Ausformung des Gehäuses oder in einem separaten sowie dessen Aufnahme (16) im Gehäuse (10) radial erweiternden Bauteil (23) geführt ist.

6. Ventiltrieb nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Koppelmittel (21) an dessen radial äußerer Stirnseite (39), zur Erzielung der Zuschaltstellung, über das Servomittel wie wenigstens ei­ ne Druckfeder (24) beaufschlagt ist, wobei der Sperrkolben (17) an sei­ ner radial äußeren Stirnseite (25), welche dem Koppelmittel (21) abge­ wandt ist, zur Erzielung der Abschaltstellung, von dem Servomittel wie Hydraulikmittel verlagerbar ist.

7. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Sperrkolben (17) aus zwei separaten Abschnitten besteht, die durch bevorzugt eine gemeinsame Druckfeder (40) in entgegengesetzte Richtung radial nach außen beaufschlagt sind, wobei die Rastausneh­ mung (20) zur Arretierung der Zuschaltstellung zwischen einander zu­ gewandten Stirnseiten der Abschnitte liegt.

8. Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Rastausnehmungen (20, 19), zumindest auf der Seite des Ein­ griffsabschnittes (44) bzw. der Eingriffsabschnitt (44) keilförmig gefertigt sind.

9. Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß als Rückstellmittel (11) für den Druckkolben (5) wenigstens eine im Inneren des Gehäuses (10) integrierte Druckfeder (41) vorgesehen ist, die einerseits auf einem zylinderkopfseitigen Boden (12) des Gehäuses (10) und andererseits wahlweise auf eine Unterseite (48) des Auges des Sperrankers (28) wirkt.

10. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Abstützelement (6) mit Mitteln (13) zum hydraulischen Ventil­ spielausgleich versehen ist.

11. Ventiltrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (13) zum Ventilspielausgleich in oder nahe einem zylinder­ kopfseitigen Boden (12) des Gehäuses (10) positioniert sind, wobei die Koppel- und Sperrmittel (21, 18), in Richtung zum Schlepphebel (2) gese­ hen, axial oberhalb der Mittel (13) zum Ventilspielausgleich angeordnet sind.