DE19852550A1 - Ventiltrieb - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einem aus einem Boden und einem Hemd bestehenden Tassenstößel, der zwischen einem Steuernocken einer Nockenwelle und einem Gaswechselventil angeordnet und in einer Aufnahmebohrung eines Zylinderkopfes geführt ist. Der Boden des Stößels ist hierbei an seiner der Nockenwelle zugewandten Seite ballig ausgebildet, und die Nockennormalkraft bewirkt die Verdrehsicherung.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Ventiltrieb ist aus der DE 196 00 852 A1 be­ kannt. Er dient zur Übertragung einer Hubbewegung eines Steuernockens auf ein Gaswechselventil. Die Ventilstößel sind hierbei in einer Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes geführt und beispielsweise an einer Stelle ihres Hemdes mit einer Rolle oder einem Stift versehen, welche bzw. welcher sich wiederum in einer Führungsnut des Zylinderkopfes ab­ stützt. Hierdurch wird ein Verdrehen des Stößels um seine Längsachse verhindert. Nachteilig ist hierbei, daß sich durch die Führungsnut im Zylinderkopf Ölverluste ergeben, abgesehen davon, daß der fertigungstechnische Aufwand für eine mechanische Verdrehsicherung dieser Art hoch ist.

Der DE 195 27 449 A1 ist ein Tassenstößel für einen Ventil­ trieb einer Brennkraftmaschine entnehmbar, der ohne mecha­ nische Verdrehsicherung in dem Zylinderkopf der Brennkraft­ maschine eingebaut ist. Hier wird bewußt ein ständiges Dre­ hen des Stößels um seine Längsachse in Kauf genommen. Die Reibverluste sind dementsprechend hoch.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verdrehsicherung eines Stößels eines Ventiltriebs zu schaffen, wobei bei vereinfachtem Aufbau des Stößels die Ölverluste und der Reibverlust minimiert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ventiltrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Zur Verdrehsicherung werden die Nockennormalkraft und die Nockenseitenkraft herangezogen. Der Stößel ist hierbei auf seiner dem Nocken zugewandten Seite des Bodens ballig aus­ gebildet. Die Nockenwellenlängsachse ist zudem um ein be­ stimmtes Maß entgegen der Nockenwellendrehrichtung von der Längsachse des Stößels versetzt. Diese Desaxierung bewirkt in Verbindung mit der balligen Bodenoberfläche des Stößels, daß der Nocken linienförmig auf die schiefe Ebene des Stößelbodens aufgleitet und so ein Rotieren des Stößels um seine Längsachse allein durch die Auflagerkräfte des Nockens, insbesondere dessen Nockennormalkraft und Nocken­ seitenkraft auf den Stößelboden, verhindert wird. Zudem ist durch die ballige Stößelbodenform eine Verringerung des Stößeldurchmessers und damit eine Minimierung der bewegten Masse und der Reibverluste erzielbar. Um eine hinreichende Stabilisierung des Stößels um seine Längsachse zu gewähr­ leisten, ist ein Verhältnis der Nockenbreite zum Stößel­ außendurchmesser von 1 : 4 oder größer notwendig.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ventiltrieb,

Fig. 2 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Ventiltriebs mit balligen Stößeln,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungs­ gemäßen Ventiltriebs mit einem desaxiert aufliegen­ den Nocken,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ventiltrieb mit einem desaxiert aufliegenden Nocken.

Aus Fig. 1 geht ein mechanisch nicht verdrehgesicherter Stößel 1 hervor, der in einer Aufnahmebohrung 7 eines Zy­ linderkopfes 8 geführt ist. Der Stößel 1 besteht aus einem Boden 2 und einem Hemd 3 und in dem gezeigten Beispiel aus einer mechanischen Spieleinstellvorrichtung 11 oder einer hydrostatischen Spieleinstellvorrichtung 24. Der Stößel 1 ist kraftschlüssig mit einem im Zylinderkopf 8 geführten Gaswechselventil 6 verbunden. Der Stößel 1 wird dabei von einem Nocken 4, einer Nockenwelle 5, welche von einer Öl­ wanne 13 des Zylinderkopfes 8 teilweise umschlossen ist, beaufschlagt, so daß der Stößel 1 der Hubbewegung dieses Nockens 4 folgt. Der Stößelboden 2 ist im Längsschnitt ballig, also als gewölbte Fläche, ausgebildet. Die Nocken­ wellenlängsachse 9 ist, in Projektion zur Stößellängsachse 10 betrachtet, entgegengesetzt zur Wirkrichtung der Nockenseitenkraft N um das Maß A versetzt angeordnet. Diese Desaxierung A der Nockenwellenlängsachse 9 relativ zur Stößellängsachse 10 bewirkt in Verbindung mit der balligen Ausgestaltung des Stößelbodens 2, daß der Nocken 4 linien­ streckenförmig auf dem Stößelboden zu liegen kommt. Die Nockennormalkraft F des Nockens 4 bewirkt durch ihre linien-streckenförmige Einleitung 19 in Verbindung mit dem Höhenversatz H der Nocken-Auflagestrecke 19 am Stößelboden, daß sich Rückstellkräfte R ergeben, sobald der Stößel 1 um seine Längsachse 10 geschwenkt wird. Bei einsetzendem Nockenhub wirkt die Einleitung der Nockenseitenkraft N additiv in bezug auf diese Rückstellkräfte R.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Ventil­ triebs mit zwei Stößeln 1, welche einen ballig geformten Boden 2 aufweisen. Zusätzlich sind hier die Ventilfedern 18 dargestellt, welche für das Schließen des Brennraums 14 mittels der Gaswechselventile 6 verantwortlich sind. Auf der Nockenwelle 5 sind Nocken 4 angeordnet, die über eine linien-streckenförmige Auflage 19 auf dem Boden 2 des Stößels 1 aufliegen. Um genügend hohe Rückstellkräfte R zur Verdrehsicherung des Stößels 1 zu erhalten, ist der Durch­ messer D des Stößels 1 mindestens viermal so groß zu wählen wie die Nockenbreite c.

Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung den erfin­ dungsgemäßen Ventiltrieb 1 mit desaxiert auf dessen Boden 2 aufliegenden Nocken 4. Diese Darstellung verdeutlicht die ballige Ausgestaltung des Nockenbodens 2 nochmals.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungs­ gemäßen Ventiltrieb 1 und Steuernocken 4. Der Nocken 4 liegt, wie schon Fig. 1 verdeutlicht, mit seiner Längsachse 9 um das Maß A desaxiert zur Stößellängsachse 10 linien­ streckenförmig auf dem Stößel 1 auf. Aus diesem Grund und wegen der balligen Ausgestaltung des Stößelbodens 2 ergibt sich ein Höhenversatz H der Nocken-Auflagenstrecke 19 in Relation zum Scheitel 25 des Stößelbodens 2. Bei ange­ nommener Torsion des Stößels 1 um seine Längsachse 10 be­ wirkt dieser Höhenversatz H in Verbindung mit der Nocken­ normalkraft F und bei einsetzendem Nockenhub, zusätzlich in Verbindung mit der Nockenseitenkraft N Rückstellkräfte R, die einem Verdrehen des Stößels 1 um seine Längsachse 10 entgegenwirken.

Claims (6)

1. Ventiltrieb, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit einem aus einem Boden (2) und einem Hemd (3) be­ stehenden Tassenstößel (1), der zwischen einem Steuer­ nocken (4), einer Nockenwelle (5) und einem Gaswechsel­ ventil (6) angeordnet und in einer Aufnahmebohrung (7) eines Zylinderkopfes (8) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) an seiner der Nockenwelle (5) zugewandten Seite ballig ausgebildet ist, so daß eine Zentrierung und Verdrehsicherung des Tassenstößels (1) durch die Wirkung der Nocken­ normalkraft (F) auf den Boden (2) gegeben ist.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einsetzendem Nockenhub zusätzlich die Nockenseitenkraft (N) die Verdreh­ sicherung bewirkt.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Desaxierung (A) der Nockenwellenlängsachse (9) quer zur Stößellängsachse (10) in entgegengesetzter Richtung zur Drehrichtung der Nockenwelle (5) vorgesehen ist und diese bei ein­ setzendem Nockenhub eine Zentrierung und Verdreh­ sicherung des Tassenstößels (1) durch die Nockenseiten­ kraft (N) bewirkt.

4. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Nocken­ breite (C) zum Tassendurchmesser (D) 1 : 4 oder größer ist.

5. Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel mit einer me­ chanischen Spieleinstellvorrichtung (11) für das Ventilspiel ausgestattet ist.

6. Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (1) eine hydro­ statische Spieleinstellvorrichtung (24) hat.