DE2952052C2

DE2952052C2 - Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2952052C2
Application number: DE19792952052
Authority: DE
Inventors: Hermann 4200 Oberhausen Hüwels
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-12-22
Filing date: 1979-12-22
Publication date: 1982-07-08
Also published as: DE2952052A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-AS 10 13 116 ist ein Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen mit einer oben liegenden Nockenwelle bekannt, bei dem ein einseitig gelagerter Schwinghebel von der Nockenwelle betätigt und somit über den Schwinghebel das Ventil gesteuert wird, das mit Hilfe einer Feder in Schließrichtung vorgespannt ist. Die bekannte Ausführung weist den Nachteil auf, daß beim öffnen des Ventils eine sehr große Kraft gegenüber der Feder aufgebracht werden muß. Die beim öffnen des Ventils aufzuwendende Kraft erfordert ein nicht unerhebliches, von der Nockenwelle abzugebendes Drehmoment, das von der Leistung des Motors abzuziehen ist und eine entsprechend verringerte Abgabeleistung des Motors zur Folge hat.

Weiter ist aus der US-PS 40 36 185 eine Zwangssteuerung für einen Ventiltrieb bekannt, bei dem eine komplizierte Mechanik die Zwangssteuerung übernimmt Bei dieser bekannten Zwangssteuerung fehlt zwar eine Ventilschließfeder, die für eine verringerte Abgabeleistung des Motors verantwortlich ist, jedoch ist der Fertigungsaufwand dieser bekannten Zwangssteuerung hoch und damit kostentreibend

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht

daher darin, einen Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen zu schaffen, bei dem einerseits vom Motor abgezweigte Leistung für einen Ventiltrieb mit Ventilschließfeder und dadurch der Kraftstoffverbrauch verringert und andererseits die Herstellungskosten herabgesetzt sind.

Die Aufgabe nach der Erfindung wird durch die

Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptan-Spruchs gelöst

Bei dem Ventiltrieb gemäß der Erfindung wird der das Gaswechselventil betätigende Schwinghebel zwangsgesteuert Das freie Ende des Schwinghebels besitzt einen den Ventilschaft lose umgreifenden Anschlag, auf welchem sich das dem üblichen Federtelier abgewandte Ende der Ventilschließfeder abstützt Am freien Ende des Schwinghebels ist ferner eine die Ventilschließfeder und das Ventilschaftende übergreifende Kappe starr befestigt, deren Boden einen geringen Spielabstand vom freien Ende des Ventilschaftes bei geschlossenem Gaswechselventil aufweist Die zwischen dem Anschlag des Schwinghebels und dem Federteller eingespannte Ventilschließfeder drückt das geschlossene Ventil fest auf seinen Sitz. Wenn der Schwinghebel das Gaswechselventil zu öffnen beginnt bewegt sich der Anschlag des Schwinghebels nach unten gegen den Ventilsitz, wodurch der Abstand zwischen Anschlag und Federteller größer wird und sich die zwischen Anschlag und Federteller eingespannte Ventilschließfeder entspannt Die Ventilschließfeder wird bei Beginn des Öffnungshubes solange entspannt, bis der Boden der am Schwinghebel befestigten Kappe mit dem freien Ende des Ventilschaftes in Eingriff gelangt und das nunmehr zwischen Anschlag und Kappenboden eingespannte Gaswechselventil von seinem Sitz abhebt Am Ende der Schließbewegung des Schwinghebels wird die Ventilschließfeder wieder vorgespannt

Bei dem Ventiltrieb gemäß der Erfindung wird somit

die Ventilschließfeder bei Bsginn Jcs Öffnungshubes entspannt und am Ende des Schließhubes nur über einen kleinen Bruchteil des Hubweges des Gaswechselventils wieder gespannt Bei den herkömmlichen Ventiltrieben dagegen wird die Ventilschließfeder während des

Öffnungshubes über den gesamten Hubweg des Gaswechselventils zusammengedrückt und während des Schließhubes entspannt, so daß die Vorspannkraft der Ventilschließfeder bei geschlossenem Gaswechselventil den geringsten Wert hat Da die Ventilschließfeder bei den herkömmlichen Ventiltrieben in entspanntem Zustand noch eine Vorspannkraft haben muß, die ausreicht um das Gaswechselventil fest auf seinen Sitz zi' drücken, ist eine entsprechend große Dimensionierung und kräftige Auslegung der Ventilschließfedern in herkömmlichen Ventiltrieben erforderlich.

Da bei dem Ventiltrieb gemäß der Erfindung die Ventilschließfeder bei geschlossenem Gaswechselventil die größte Vorspannung hat und nur über einen Bruchteil der Schließbewegung des Gaswechselventils

ω zusammengedrückt wird, wird erreicht, daß für die Ventilschließfedern des erfindungsgemäßen Ventiltriebes wesentlich kleinere Abmessungen als für die Ventilschließfedern herkömmlicher Ventiltriebe ausreichen und für den Antrieb des erfindungsgemäßen Ventiltriebes eine beträchtlich geringere Antriebslei-, stung des Motors aufzuwenden ist, als dies bei herkömmlichen Ventiltrieben mit Ventilschließfedern' der Fall ist

Der Ventiltrieb gemäß der Erfindung zeichnet sich auch gegenüber den bekannten Ventiltrieben mit Zwangssteuerung ohne die einen Leistungsabfall des Motors verursachenden Ventilschließfedern durch einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfühnuissbeispieles näher erläutert Es zeigt ι ο

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Ventilsteuerung nach der Erfindung mit geschlossenem Ventil;

F i g. 2 eine Darstellung einer Ventilsteuerung nach der Erfindung gemäß F i g. 1 bei geöffnetem Ventil.

Der in F i g. 1 dargestellte Ventiltrieb weist einen von einer Nockenwelle 18 betätigten Schwinghebel 14 auf, der ein Gaswechselventil 8 öffnet und schließt Der Schwinghebel 14 weist auf seiner der Nockenwelle 18 abgekehrten Unterseite eine Nase 16 auf, die auf einer Gegendruckwelle 20 aufliegt Die Nockenwelle 18 und die Gegendruckwelle 20 drehen sich nach der gleichen Richtung und bilden zusammen eine Zwäiigssieuereinrichtung für den Schwinghebel 14. Die Gegendruckwelle 20 ist vorteilhafterweise mit einer Aussparung 24 versehen, so daß die Nase 16 des Schwinghebels 14 bei gleichsinniger Drehung der Nockenwelle 18 und der Gegendruckwelle 20 in die Aussparung 24 der Gegendruckwelle 20 einläuft

Das Gaswechselventil 8 ist im Bereich seines Schaftendes mit einem Federteller 12 versehen, an dem sich eine Ventilfeder 10 abstützt Das dem Ventilteller 12 abgekehrte Ende der Ventilschließfeder 10 stützt sich nicht auf dem Zylinderkopf 6, sondern auf einem nicht näher bezeichneten Anschlag am freien Ende des Schwinghebels 14 ab. Der nicht näher bezeichnete Anschlag bzw. der Schwinghebel 14 umgreift den Schaft des Gaswechselventils 8 lose, so daß das Gaswechselventil eine Relativbewegung gegenüber dem Schwinghebel 14 ausführen kann. Wenn der Schwinghebel 14 am Grundkreis des von der Nockenwelle 18 getragenen Nockens aiuiegt drückt die zwischen dem nicht näher bezeichneten Anschlag und dem Federteller 12 eingespannte Ventilschließfeder 10 das Gaswechselventil 8 gegen seinen Ventilsitz 4, wie dies in F i g. I gezeigt ist.

Die Ventilfeder 10 ist zusammen mit dem freien Ende des Ventilschaftes in einer mit dem Schwinghebel 14 fest verbundenen Kappe 22 so angeordnet, daß ein bestimmtes Spiel zwischen dein freien Ende des Ventilschaftes und dem Boden der Kappe 22 bei geschlossenem Ventil 8 verbleibt

Zum öffnen des Ventils 8 gemäß Fig.2 ist im wesentlichen kein zusätzlicher Kraftaufwand mehr erforderlich, da die Ventilfeder 10 sich beim öffnen des Ventils 8 entspannt und daher das öffnen des Ventils unterstützt Bei der das Ventil öffnenden Bewegung des Schwinghebels 14 gelangt das freie Ende des Ventilschaftes mit dem Boden der Kappe 22 in Eingriff.

Das Spiel zwischen dem Boden der Kappe 22 und dem Ventil 8 sowie die damit verbundene, begrenzte relative Beweglichkeit des Ventils gegen die Kappe und damit gegen den zwangsgesteuerten Schwinghebel 14 lösen das Ventil beim Aufsitzen auf den Ventilsitz von der Zwangssteuer-Einrichtung, um einerseits eine herkömm'iche Federvorspannung des Ventils gegen den Ventilcitz zu erzielen und andererseits eine Zerstörung des Ventilsitzes öder des V-'-niils durch eine die Einflüsse der Wärmedehnung nicht berücksichtigende Zwangssteuer-Einrichtung zu vermeiden.

Aufgrund der vorteilhaften Anordnung fällt der bekannten Nockenwelle 18 nur noch eine Führungsaufgabe ohne wesentliche Kraftübertragung zu, so daß die Nockenweile aus einem völlig anderem Material, beispielsweise aus einem Kunststoff, hergestellt werden kann. Dadurch ergeben sich wesentlich Vorteile bei der Herstellung und aufgrund des Kostenvorteiles bei der Verwendung eines nicht so teueren Werkstoffes. Auch die Gegendruckwelle hat nur die geringe Schließkraft für das Ventil aufzubringen, so daß auch diese Welle nicht aus einem besonders hoch vergüteten Werkstoff hergestellt werden muß.

Aufgrund von durchgeführten Versuchen wurden Meßwerte ermittelt, die nach vorsichtiger Berechnung den Schluß zulassen, daß der vorstehend beschriebene Ventiltrieb das Drehmoment eines Motors um etwa 20% erhöht Darüber hinaus kann gleichzeitig der K; aftstoffverbrauch um etwa den gleichen Prozentsatz bei einem vergleichbaren Einsatz des Motors verringert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ventiltrieb für Brennkraftmaschinen mit einer oben liegenden Nockenwelle, mindestens einem von der Nockenwelle betätigten Schwinghebel und einem vom Schwinghebel betätigten, einen Ventilteller aufweisenden Hubventil, das in Schließrichtung durch eine den Ventilschaft umgebende Ventilfeder vorgespannt ist, deren dem Ventilteller abgekehrtes Ende an einem mit dem Ventilschaft verbundenen Federteller abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ventilteller zugekehrte Ende der Ventilfeder (10) auf dem Schwinghebel (14) abgestützt ist und daß der Schwinghebel (14) den Schaft des Ventiles (8) lose umgreift und auf seiner der Nockenwelle (18) abgekehrten Seite eine Nase (16) aufweist, die mit einer Gegendruckwelle (20) zusammenarbeitet und zusammen mit der Gegendruckwelle (20) und der Nockenwelle (18) eine Zwangssteuereinrichtung für den Schwinghebel (14) bildet, una daß das freie Ende des Ventilschaftes zusammen mit der Ventilfeder (10) in eine mit dem Schwinghebel fest verbundene Kappe (22) eintaucht, deren Boden bei geschlossenem Ventil einen geringen Spielabstand vom freien Ende des Ventilschaftes aufweist und während der das Ventil öffnenden Bewegung des Schwinghebels mit dem freien Ende des Vcntilschaftes in Eingriff gelangt

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel zwischen dem Boden der Kappe (22) und dem freien Ende des Ventilschaftes bei geschlosf «--nem Ventil in der Größenordnung von 2 mm liegt

3. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwelle (20) mit Aussparunger: CH) versehen ist, in welche die Nase (16) des Schwinghebels (14) einrastbar ist.

4. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Nockenwelle (18) und die Gegendruckwelle (20) gleichsinnig umlaufend angeordnet sind.