DE19914044A1

DE19914044A1 - In einen Zylinderkopf eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine eingebauter Kipphebel

Info

Publication number: DE19914044A1
Application number: DE19914044A
Authority: DE
Inventors: Michael Haas; Dieter Schmidt; Walter Speil
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1999-03-27
Filing date: 1999-03-27
Publication date: 2000-09-28
Also published as: US6220213B1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein vom Nockenhub abschaltbarer Kipphebel (6). Dieser Kipphebel (6) ist mit seiner Achse (11) in einem Langloch (12) eines Lagerbocks (13) längsbeweglich geführt und kann über Sperrelemente (20, 21, 22) mit dem Lagerbock (13) verbunden bzw. zur Erzielung eines Null-Hubes eines beaufschlagten Gaswechselventils (9) über diese Sperrelemente (20, 21, 22) vom Lagerbock (13) getrennt werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen in einen Zylinderkopf eines Ventiltriebs einer Brenn kraftmaschine eingebauten Kipphebel, welcher Kipphebel an einem Ende seiner Unterseite eine Anlage für eine von einem Nocken beaufschlagbare Stößelstange, am anderen Ende der Unterseite eine Kontaktfläche für wenigstens ein Gaswech selventil und zwischen den Enden eine Querbohrung aufweist, über welche Quer bohrung der Kipphebel schwenkbeweglich auf einer Achse gelagert ist, wobei der Kipphebel im Bereich der Achse zumindest teilweise von seiner Verschwenkbewe gung im Abschnitt der Kontaktfläche bei dessen Kippbeaufschlagung durch die Stößelstange abkoppelbar ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Kipphebel geht aus der DE-A 33 13 437 hervor. Seine Achse ist mit einem Spielausgleichselement verbunden. Auf dessen Rückschlagventil wirkt in Öffnungsrichtung, d. h. in Richtung zu einem Hochdruckraum, ein mit einem Elektromagneten verbundener Schieber. Bei Zwangsbeaufschlagung des Rückschlagventils über den Schieber durch Bestromung des Elektroma gneten wird die hydraulisch erhaltene Steifheit im Hochdruckraum aufgehoben. Die Achse des Kipphebels kann hierdurch bei Hubbewegung des Nockens in Richtung zum Elektromagneten verlagert werden, wodurch der Kipphebel eine Schwenkbewegung um seine Kontaktfläche am Gaswechselventil vollzieht. Das betreffende Gaswechselventil bleibt hierdurch geschlossen.

Nachteilig ist es bei dem vorbekannten Kipphebel, daß dessen Abstützung hydraulisch hergestellt ist. Somit besitzt er im Bereich dessen Achse in Ab stützrichtung eine gewisse unerwünschte Elastizität. Des weiteren ist festzu halten, daß die geschilderte Abkoppeleinheit mit Elektromagnet und Schieber einen relativ kompliziert aufgebauten sowie aufwendig zu fertigenden Mecha nismus darstellt.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kipphebel der vorbeschriebenen Gattung zu schaffen, bei welchem die eben genannten Nachteile beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Achse in einem sich in Richtung zum Zylinderkopf erstreckenden Langloch eines auf dem Zylin derkopf wenigstens mittelbar befestigten Lagerbocks geführt ist, wobei die Achse und der Lagerbock zumindest je eine Aufnahme für insgesamt wenigstens ein Sperrelement wie einen Schieber besitzen, welches Sperrelement zur Abkopplung der Verschwenkbewegung vollständig in einer der Aufnahmen verläuft und zur Kopplung der Verschwenkbewegung mit einem Teilabschnitt in die gegenüberlie gende Aufnahme verlagerbar ist.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mittel ist ein einfacher Mechanismus geschaffen, über welchen der Kipphebel zumindest teilweise, jedoch vorzugsweise vollständig, auf der Seite seiner Kontaktfläche zum Gaswechselventil von der Hubbewegung des die Stößelstange beaufschlagenden Nockens abkoppelbar ist. Als Koppelmittel ist zumindest ein Schieber vorgesehen, vorzugsweise sollen je doch drei Schieber, wie in den Ansprüchen genannt, appliziert sein.

Durch den in Fortbildung der Erfindung vorgeschlagenen Anschlag für die Achse am zylinderkopfseitigen Schenkel des Langlochs ist eine genaue Lagedefinierung der Aufnahmen für die Sperrelemente (Schieber) im Grundkreis des beaufschla genden Nockens geschaffen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist ein Federmittel vorgeschlagen, welches auf die Achse in Ventilrichtung wirkt. Dieses Federmittel bewirkt in einfacher Art und Wei se eine Rückführung der Achse mit Kipphebel aus ihrem entkoppelten Zustand mit ablaufender Nockenflanke. Hierdurch wird der Kipphebel mit Stößelstange stets in permanentem Nockenkontakt gehalten (lost-motion-Effekt).

Zweckmäßig ist es, wenn das Federmittel in das Langloch eingebaut wird und sich einenends an diesem und anderenends auf einer Oberseite der Achse abstützt.

Denkbar ist es zwar, die Aufnahmen zur Kopplung der Achse mit dem Lagerbock auch schräg oder windschief zum Kipphebel verlaufen zu lassen, bevorzugt sollen sich diese jedoch in Längsrichtung des Kipphebels erstrecken. Vom Schutzbereich der Erfindung ist auch lediglich ein Schieber als Sperrelement mit umschlossen, bevorzugt soll jedoch in jeder Aufnahme ein Schieber angeordnet sein, wobei der Schieber in der Achse sich dann über die gesamte Länge seiner Aufnahme im entkoppelten Zustand erstrecken soll.

Eine bevorzugte Beaufschlagungsform der Schieber ist Gegenstand eines weite ren Unteranspruchs. Demnach soll das gesamte Schieberpaket in zumindest eine Verlagerungsrichtung wie die Entkoppelrichtung über Hydraulikmitteldruck verla gert werden. In die andere Richtung (Koppelrichtung) kann das Schieberpaket über die Kraft eines Federmittels wie wenigstens einer Druckfeder verlagert wer den. Somit liegt bei nichtanliegendem Hydraulikmitteldruck, beispielsweise bei Start der Brennkraftmaschine, ein gekoppelter Kipphebel vor und das entspre chende Gaswechselventil kann öffnen.

Gemäß einer weiteren Konkretisierung der Erfindung soll das Servomittel vor eine äußere Stirnseite eines der äußeren Schieber oder beider Schieber über wenig stens je einen Kanal im Lagerbock geleitet werden, welcher Kanal mit einer Zufüh rung im Zylinderkopf kommuniziert. Denkbar ist es jedoch auch, das Hydraulikmit tel über eine Zuleitung entlang der Achse zum entsprechenden Schieber zu füh ren.

Anstelle der vorgeschlagenen Druckfeder als weiteres Verschiebemittel für die Schieber kann auch ein elektromagnetisches, ein magnetisches oder ein ähnlich geeignetes Mittel vorgesehen sein.

Schließlich ist es vorgeschlagen, die Achse beidendig aus dem Kipphebel heraus ragen zu lassen und jedes Ende in einem entsprechenden Langloch je eines La gerbocks zu führen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Ansicht einen Ventiltrieb mit Kipp hebel und beaufschlagender Stößelstange und

Fig. 2 den Kipphebel im Querschnitt.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Die Fig. 1 offenbart in einer schematischen Ansicht einen Ventiltrieb 1. Dieser besteht aus einem Nocken 2, welcher eine Stößelstange 3 beaufschlagt. Die Stößelstange 3 wirkt auf ein Ende 4 einer Unterseite 5 eines Kipphebels 6. Ein anderes Ende 7 des Kipphebels 6 besitzt eine Kontaktfläche 8 zur Beaufschla gung eines Gaswechselventils 9 (siehe auch Fig. 2).

Zwischen den Enden 4, 7, bevorzugt im Bereich seiner Quermittelebene, hat der Kipphebel 6 eine Querbohrung 10. Über diese Querbohrung 10 ist der Kipphebel 6 auf einer Achse 11 verschwenkbeweglich gelagert. Die Achse 11 ist beidendig in einem Langloch 12 eines auf einem Zylinderkopf (nicht gezeigt) befestigten Lagerbocks 13 geführt. Eine Oberseite 14 der Achse 11 ist beab standet zu einem zylinderkopffernen Schenkel 15 des Langlochs 12 ausgebil det. In das Langloch 12, sich am Schenkel 15 und der Oberseite 14 abstüt zend, ist ein Federmittel 16 (hier Schraubenfeder) eingespannt.

Des weiteren offenbart Fig. 2, daß die Achse 11 eine in Hebelrichtung ver laufende Aufnahme 17 aufweist. Diese Aufnahme 17 ist hier durchgehend ge bohrt. Zu der Aufnahme 17 fluchten zwei weitere Aufnahmen 18, 19 im gegen überliegenden Abschnitt des Lagerbocks 13. In jeder Aufnahme 17, 18, 19 verläuft je ein Sperrelement 20, 21, 22 welches hier als kolbenartiger Schieber hergestellt ist. Dabei hat das Sperrelement 20 eine Länge im Maß seiner Auf nahme 17. Das Sperrelement 22 im Lagerbock 13 ist in Richtung zum Sperrelement 20 über die Kraft eines Federmittels 23, welches hier als Druckfeder ausgebildet ist, beaufschlagt. Das andere Sperrelement 21 besitzt vor seiner äußeren Stirnseite 24 eine Druckkammer 25. In die Druckkammer 25 ist Hydraulikmittel zum Zweck einer Verschiebung des gesamten Paketes der Sperrelemente 20, 21, 22 leitbar. Hierzu kommuniziert die Druckkammer 25 mit einem Kanal 26 durch den Lagerbock 13. Der Kanal 26 wird aus einer Zufüh rung im Zylinderkopf (nicht gezeigt) mit Hydraulikmittel gespeist.

Wie die Fig. 2 zudem zeigt, liegen die Sperrelemente 21, 22 mit ihren inneren Stirnseiten 29, 30 permanent vor äußeren Stirnseiten 27, 28 des Sperrele ments 20 an.

Der Kipphebel 6 nach Fig. 2 ist in seinem gekoppelten Zustand gezeigt. Durch die Kopplung der Achse 11 mit dem Lagerbock 13 auf einer Zylinder kopfseite des Langlochs 12 überträgt somit der Kipphebel 6 die der Stößel stange 3 vom Nocken 2 übermittelte Hubbewegung auf das Gaswechselventil 9 in an sich bekannter Art und Weise. Soll die genannte Hubbewegung des Noc kens 2 abgekoppelt werden, wird bei einem Grundkreisdurchlauf des Nockens 2 der im Kanal 26 anstehende Druck an Hydraulikmittel derartig erhöht, daß die Sperrelemente 20, 21, 22 in Richtung zur Aufnahme 19 verschoben werden.

Dieser Vorgang ist dann beendet, wenn die Stirnseiten 27, 28, 29, 30 unmittel bar am Langloch 12 verlaufen. Mit beginnendem Nockenhub wird, entgegen der Kraft des Federmittels 16, der Kipphebel 6 um seinen nunmehr im Bereich der Kontaktfläche 8 befindlichen Schwenkpunkt verlagert. Dabei vollzieht die Achse 11 eine axial aufwärts gerichtete Bewegung im Langloch 12. Das Gas wechselventil 9 bleibt somit geschlossen.

Soll die Hubbewegung des Nockens 2 wiederum auf das Gaswechselventil 9 übertragen werden, so wird bei einem Grundkreisdurchlauf des Nockens 2, bei welchem Durchlauf sich die Achse in der in Fig. 2 gezeigten Position befindet, der Druck an Hydraulikmittel im Kanal 26 und somit vor der äußeren Stirnseite 24 derartig reduziert, daß das gesamte Paket der Sperrelemente 20, 21, 22 über die Kraft des Federmittels 23 in Richtung zum Druckraum 25 verschoben wird. Ist die in Fig. 2 gezeigte Position erreicht, ist die gewünschte Kopplung der Achse 11 mit dem Lagerbock 13 realisiert. Der Kipphebel 6 folgt in ge wohnter Art und Weise dem Hub des Nockens 2 und überträgt diesen Hub auf das Gaswechselventil 9.

Das Federmittel 16 sorgt im entkoppelten Zustand der Achse 11 für eine per manente Anlage des Kipphebels 6 mit Stößelstange 3 am beaufschlagenden Nocken 2, insbesondere mit ablaufender Nockenflanke. Gleichzeitig wird somit die fluchtende Position der Aufnahmen 17, 18, 19 zum Koppelzweck der Sperr elemente 20, 21, 22 hergestellt.

Liste der Bezugszahlen

1

Ventiltrieb

2

Nocken

3

Stößelstange

4

eines Ende

5

Unterseite

6

Kipphebel

7

anderes Ende

8

Kontaktfläche

9

Gaswechselventil

10

Querbohrung

11

Achse

12

Langloch

13

Lagerbock

14

Oberseite

15

Schenkel

15

a Schenkel

16

Federmittel

17

Aufnahme

18

Aufnahme

19

Aufnahme

20

Sperrelement

21

Sperrelement

22

Sperrelement

23

Federmittel

24

Stirnseite

25

Druckkammer

26

Kanal

27

Stirnseite

28

Stirnseite

29

Stirnseite

30

Stirnseite

31

Stirnseite

Claims

1. einen Zylinderkopf eines Ventiltriebs (1) einer Brennkraftmaschine einge bauter Kipphebel (6), welcher Kipphebel (6) an einem Ende (4) seiner Unter seite (5) eine Anlage für eine von einem Nocken (2) beaufschlagbare Stößel stange (3) und am anderen Ende (7) der Unterseite (5) eine Kontaktfläche (8) für wenigstens ein Gaswechselventil (9) und zwischen den Enden (4, 7) eine Querbohrung (10) aufweist, über welche Querbohrung (10) der Kipphebel (6) schwenkbeweglich auf einer Achse (11) gelagert ist, wobei der Kipphebel (6) im Bereich der Achse (11) zumindest teilweise von seiner Verschwenkbewegung im Abschnitt der Kontaktfläche (8) bei dessen Kippbeaufschlagung durch die Stößelstange (3) abkoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (11) in einem sich in Richtung zum Zylinderkopf erstreckenden Langloch (12) eines auf dem Zylinderkopf wenigstens mittelbar befestigten Lagerbocks (13) geführt ist, wobei die Achse (11) und der Lagerbock (13) zumindest je eine Aufnahme (17, 18, 19) für insgesamt wenigstens ein Sperrelement (20, 21, 22) wie einen Schieber besitzen, welches Sperrelement (20, 21, 22) zur Abkopp lung der Verschwenkbewegung vollständig in einer der Aufnahmen (17, 18, 19) verläuft und zur Kopplung der Verschwenkbewegung mit einem Teilabschnitt in die gegenüberliegende Aufnahme verlagerbar ist.

2. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch (12) einen zylinderkopfseitigen Anschlag an einem Schenkel (15a) für die Achse (11) besitzt, wobei die Aufnahmen (17, 18, 19) in Anschlagposition der Achse (11) so zueinander fluchten, daß das Sperrelement (20, 21, 22) zur Kopplung der Verschwenkbewegung mit dem Teilabschnitt in die gegenüberliegende Aufnahme verlagerbar ist und wobei das Langloch (12), ausgehend von dem Anschlag, zumindest eine Länge in zylinderkopfferne Richtung hat, die mit dem Maß einer gewünschten Höhe einer Abkopplung der Verschwenkbewegung korreliert.

3. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (17, 18, 19) sich in Längsrichtung des Kipphebels (6) erstrecken, wobei im La gerbock (13) zwei zueinander fluchtende Aufnahmen (18, 19) vorgesehen sind, wobei insgesamt drei Schieber als Sperrelemente (20, 21, 22) vorgesehen sind, von denen je einer im Entkoppelfall in einer der Aufnahmen (17, 18, 19) verläuft, wobei der Schieber (20) der Achse (11) sich über die gesamte Länge seiner Aufnahme (17) erstreckt und die Schieber (21, 22) des Lagerbocks (13) im Entkoppelfall mit ihren inneren Stirnseiten (29, 30) unmittelbar an das Langloch (12) angrenzen.

4. Kipphebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrele mente (20, 21, 22) in ihre Entkoppelrichtung über ein Servomittel wie Hydrau likmittel verlagerbar und in ihre Koppelrichtung ebenfalls über das Servomittel oder über die Kraft eines mechanischen Federmittels (23) wie wenigstens einer Druckfeder verlagerbar sind, welches Servomittel vor eine äußere Stirnseite (24) des entsprechenden Schiebers (21) im Lagerbock (13) leitbar ist, wobei der andere der Schieber (22) im Lagerbock (13) an seiner äußeren Stirnseite (31) ebenfalls von dem Servomittel oder von dem Federmittel (23) beaufschlagt ist.

5. Kipphebel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung des Servomittels vor die äußere Stirnseite (24) zumindest eines der Schieber (21) über wenigstens je einen Kanal (26) im Lagerbock (13) realisiert ist, welcher Kanal (26) mit einer Zuführung im Zylinderkopf kommuniziert.

6. Kipphebel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (11) in Richtung zum Zylinderkopf durch ein Federmittel (16) wie wenigstens eine Druckfeder beaufschlagt ist.

7. Kipphebel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (16) in das Langloch (12) eingebaut ist und einenends gegen eine Oberseite (14) der Achse (11) und anderenends gegen einen zylinderkopffernen Schen kel (15) des Langlochs (12) wirkt.

8. Kipphebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das zwei Lagerböcke (13) je Achse (11) vorgesehen sind, zwischen denen die Achse (11) geführt sind.