DE3219611C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine verstellbare Ventilsteuerein
richtung für Brennkraftmaschinen bei Kraftfahrzeugen gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine verstellbare Ventilsteuereinrichtung ist auf dem
Fachgebiet bekannt, bei dem ein erster von einer ersten
Nockenscheibe angetriebener Ventilsteuerhebel für die nie
dere Drehzahl und ein zweiter von einer zweiten Nockenschei
be angetriebener Ventilsteuerhebel für die hohe Drehzahl
für ein Ventil der Einlaß- oder Auslaßeinrichtung der Brenn
kraftmaschine vorgesehen sind. Drehpunkte an den Grund
teilen der Ventilsteuerhebel werden alternierend verschoben,
so daß die Ventilsteuerhebel alternierend eine Arbeitsstel
lung einnehmen, in der der Ventilsteuerhebel in Eingriff
mit der zugeordneten Nockenscheibe ist, und eine unwirksame
Stellung bzw. eine Ruhestellung, in der der Ventilsteuerhebel
nicht in Eingriff mit der zugeordneten Scheibe ist (vgl.
japanische Gebrauchsmusteranmeldung No. 1 52 308/1980).
Bei dieser Einrichtung werden die Drehpunkte im allgemeinen beim
Umschalten der Arbeitsstellungen der Ventilsteuerhebel
gleichzeitig verschoben. Wenn daher beim Umschalten der
Arbeitsstellungen die Ventilsteuerhebel Zwischenstellungen
einnehmen und in Eingriff mit den Nockenscheiben sind, tritt
als Folge hiervon ein unerwünschter Stoß auf. Mit anderen
Worten bedeutet dies, daß eine Umschaltung von dem Betrieb
mit hoher Drehzahl auf den Betrieb mit niedriger Drehzahl
und umgekehrt nicht gleichmäßig bzw. ruckfrei möglich ist.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verstellbare Ventilsteuereinrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zu schaffen, mit der eine Umschaltung von
dem Betrieb mit hoher Drehzahl auf den Betrieb mit
niedriger Drehzahl und umgekehrt gleichmäßig bzw. ruckfrei
möglich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegeben.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor
zugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnung. Darin zeigt
Fig. 1 eine Vorderansicht mit Teilausschnitten eines ersten
Ausführungsbeispiels einer verstellbaren Ventilsteuereinrichtung
nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht mit Teilausschnitten der Einrich
tung von Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht mit Teilausschnitten der
Einrichtung von Fig. 1,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Steuernocken
der Einrichtung nach der Erfindung,
Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Ventil
erhebungskurven für die Erläuterung der Ar
beitsweise der Steuernocken in Fig. 4,
Fig. 6 und 7 eine vorderseitige und eine seitliche Schnitt
ansicht zur Verdeutlichung eines abgewandelten
Beispiels der Einrichtung nach der Erfindung,
und
Fig. 8 und 9 eine Vorderansicht und eine Draufsicht in
Teilausschnitten einer weiteren abgewandelten
Ausführungsform der Einrichtung nach der Er
findung.
In der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit den
selben Bezugszeichen versehen.
Ein Beispiel einer verstellbaren Ventilsteuereinrichtung
nach der Erfindung ist in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt.
Diese verstellbare Ventilsteuereinrichtung weist einen
ersten Ventilsteuerhebel 4 und einen zweiten
Ventilsteuerhebel 5 auf, die über einem Ventil 1 in einer
Einlaß- oder Auslaßeinrichtung vorgesehen sind. Der erste
und der zweite Ventilsteuerhebel 4, 5 werden von einer
ersten Nockenscheibe 2, die für die niedere Drehzahl
bestimmt ist, und einer zweiten Nockenscheibe 3, die für
die hohe Drehzahl bestimmt ist, jeweils angetrieben. Die
Nockenscheiben 2 und 3 sind nebeneinanderliegend auf
einer Nockenwelle 6 angebracht, die ein Nockenzahnrad 7
an einem Ende hat, über das die Nockenwelle 6 mit der Kurbel
welle einer Brennkraftmaschine gekoppelt ist, so daß sich
die Nockenwelle 6 synchron mit der Kurbelwelle dreht.
Die Ventilsteuerhebel 4 und 5 sind so beschaffen, daß Dreh
punkte bzw. Lagerstellen 8, 9 an den Grundteilen der Ventilsteuerhebel 4 und
5 wechselweise verschoben werden können, so daß die Ventilsteuer
hebel wechselweise eine Arbeitsstellung einnehmen, in der ein
Ventilsteuerhebel in Eingriff mit der zugeordneten Nocken
scheibe ist, und eine unwirksame Stellung bzw. eine Ruhestel
lung einnehmen, in der der Ventilsteuerhebel nicht in Ein
griff mit der zugeordneten Nockenscheibe ist. Insbesondere
erreicht man einen ersten Betriebszustand mit niederer Dreh
zahl, bei der der erste Ventilsteuerhebel 4 in Arbeitsstellung
ist und einen Betriebszustand mit hoher Drehzahl, bei dem der
zweite Ventilsteuerhebel in Arbeitsstellung ist, wobei die
se Arbeitsstellungen wechselweise eingenommen werden. Beim
Betriebszustand mit niederer Drehzahl wird der Drehpunkt 8 nach
oben bewegt, so daß der erste Ventilsteuerhebel 4 in Eingriff
mit der ersten Nockenscheibe 2 ist, während der Drehpunkt 9
nach unten bewegt wird, so daß der zweite Ventilsteuerhebel
5 nicht in Eingriff mit der zweiten Nockenscheibe 3 ist.
Beim Betriebszustand mit hoher Drehzahl wird der Drehpunkt 8
nach unten bewegt, so daß der erste Ventilsteuerhebel 4 nicht
in Eingriff mit der ersten Nockenscheibe 2 ist, während der
zweite Drehpunkt 9 nach oben bewegt wird, so daß der zweite
Ventilsteuerhebel 5 in Eingriff mit der zweiten Nockenscheibe
3 ist.
Die Endabschnitte der vorderen Endseiten der Ventilsteuer
hebel 4 und 5 sind benachbart zueinander angeordnet und
mittels eines Bolzens 10 drehbar gekoppelt, der in
Querrichtung verläuft. Andererseits sind die Drehpunktseiten
der Ventilsteuerhebel im Abstand voneinander angeordnet
und ihre unteren Flächen sind auf Stützarmen 12 und 13
abgestützt, die auf einer Stützwelle 11 gelagert sind, die
neben den Ventilsteuerhebeln angeordnet ist. Die
Drehpunkte 8 und 9 bestehen aus kugelförmigen
Drehgelenken, die so beschaffen sind, daß sie die
Grundteile der Ventilsteuerhebel von unten abstützen. Mit
Gewinde versehene Bolzen 8 a und 9 a erstrecken sich von den
kugelförmigen Drehgelenken weg und können dadurch in
Gewindeeingriff mit den Stützarmen 12 und 13 gebracht
werden. Hierbei ist es erwünscht, daß in den
Arbeitsstellungen der Ventilsteuerhebel 4 und 5
Zwischenräume zwischen den Ventilsteuerhebeln 4 bzw. 5 und
den Nockenscheiben 2 bzw. 3 vorhanden sind, und daß diese
Zwischenräume einstellbar sind. Hierzu sind Muttern 8 b und
9 b mit den mit Gewinde versehenen Bolzen 8 a und 9 a
kombiniert, so daß die Höhen der Drehpunkte 8 und 9
jeweils gegebenenfalls eingestellt werden können.
Wie sich aus den Fig. 1 bis 3 ergibt, sind die zuvor
beschriebenen Stützarme 12 und 13 hin- und hergehend
beweglich und durch die seitlich angeordnete Stützwelle 11
abgestützt, die fest mit dem Motorblock 20 verbunden ist.
Die so ausgebildete Einrichtung kann, wie in den Fig. 6 und
7 gezeigt, abgewandelt werden. Bei dieser abgewandelten
Ausführungsform sind weder Stützarme noch eine Stützwelle
vorhanden; als Stützarme dienen vielmehr einstückig mit
dem Motorblock ausgebildete Führungen, in denen Bolzen 11 a
vertikal gleiten können.
Eine weitere abgewandelte Ausführungsform der verstellbaren
Ventilsteuereinrichtung nach der Erfindung ist in den
Fig. 8 und 9 gezeigt. Bei dieser abgewandelten Ausführungs
form bestehen die Drehpunkte 8 und 9 aus Exzenterbolzen, die
seitlich in die Grundteile der Ventilsteuerhebel 4 und 5
eingesetzt sind. Die Exzenterbolzen sind jeweils
schwenkbar an Armen 12 und 13 gelagert und fest in ihren
entsprechenden Exzenterpositionen mit Schrauben 8 b und 9 b
angebracht. Entsprechend der Größe der Exzentrizität
lassen sich dann die Höhen der Drehpunkte 8 und 9
einstellen, so daß die Zwischenräume zwischen den
Nockenscheiben 2, 3 und den Ventilsteuerhebeln 4, 5
jeweils auf geeignete Werte einstellbar sind.
Die Umschaltung zwischen dem Betriebszustand mit hoher
Drehzahl und dem Betriebszustand mit niedriger Drehzahl
erfolgt über Steuernocken, die unterhalb der Drehpunkte 8
und 9 vorgesehen sind. Dazu ist eine Nockenwelle 14
unterhalb der Drehpunkte 8 und 9, wie in den Fig. 1 oder 3
gezeigt, vorgesehen. Die Nockenwelle 14 hat einen ersten
Steuernocken 15, der den Drehpunkt 8 des ersten
Ventilsteuerhebels 4 stützt, und einen zweiten Steuernocken
16, der den Drehpunkt 9 des zweiten Ventilsteuerhebels 5
stützt (siehe Fig. 4).
Die Steuernocken 15 und 16 haben Nockenflächen 15 a und
16 a, die die Drehpunkte 8 und 9 nach oben und unten
bewegen. Die Nockenflächen 15 a und 16 a sind hinsichtlich
ihrer Winkellage verschieden. Jedoch überlappen sich,
winkelmäßig gesehen, die Nockenflächen 15 a und 16 a an den
Enden, wie in Fig. 4 gezeigt. Auf dem Umfangsteil der
Nockenwelle 14, der dem Umfangsteil gegenüberliegt, an dem
die Nockenflächen vorgesehen sind, ist eine
Grundkreisfläche 17 ausgebildet.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der verstellbaren
Ventilsteuereinrichtung nach der Erfindung näher
erläutert. Zuerst sei der Fall angenommen, daß sich die
Nockenwelle 14 in Gegenuhrzeigerrichtung dreht. Hierbei
wird zunächst der auf die Grundkreisfläche 17 folgende
erste Steuernocken 15 wirksam, so daß der Drehpunkt 8 nach
oben bewegt wird, um zu erreichen, daß der erste Ventil
steuerhebel 4 seine Arbeitsstellung einnimmt. Folglich wird
das Ventil 1 durch die erste Nockenscheibe 2 betätigt, die
im Eingriff mit dem ersten Ventilsteuerhebel 4 ist. Dies be
deutet, daß das Ventil 1 sich im Betriebszustand mit niedri
ger Drehzahl befindet. Für diese Arbeitsweise ist die Ventil
erhebungskurve der Fig. 5 mit dem Kurvenzug a dargestellt.
Wenn sich die Nockenwelle 14 weiter dreht, wird der zweite
Steuernocken 16 wirksam, so daß der Drehpunkt 9 nach oben be
wegt wird, um zu erreichen, daß der zweite Ventilsteuerhebel
5 die Arbeitsstellung einnimmt. Das Ventil 1 wird daher durch
die zweite Nockenscheibe 3 betätigt, die in Eingriff mit dem
zweiten Ventilsteuerhebel 5 ist. Das Ventil 1 befindet sich
somit im Betriebszustand mit hoher Drehzahl. Die Ventiler
hebungskurve für diesen Betriebszustand ist mit dem Kurvenzug b
in Fig. 5 dargestellt.
Nunmehr soll die Umschaltung vom Betrieb mit niedriger Dreh
zahl auf den Betrieb mit hoher Drehzahl betrachtet werden.
Wie zuvor beschrieben, überlappen sich die Steuernocken 15
und 16 an ihren Enden. Bevor daher die Position des ersten
Ventilsteuerhebels 4 von der Arbeitsstellung zu der unwirk
samen Stellung umgeschaltet wird, wird die Position des
zweiten Ventilsteuerhebels 5 von der unwirksamen Stellung in die
Arbeitsstellung umgeschaltet. Mit anderen Worten bedeutet dies,
daß sich die Positionen der beiden Ventilsteuerhebel relativ zueinander
erst ändert, nachdem beide Ventilsteuerhebel 4 und 5 ihre Arbeitsstellun
gen eingenommen haben. Daher ist die Einrichtung nach der Er
findung frei von der zuvor beschriebenen Schwierigkeit, die
ihre Ursache darin hat, daß ein Stoß mit den Nockenscheiben
auftritt, wenn die beiden Ventilsteuerhebel 4 und 5 Zwischen
stellungen einnehmen.
Wenn die Nockenwelle 14 weitergedreht wird, liegt die Grund
kreisfläche 17 den Drehpunkten gegenüber, so daß beide
Drehpunkte 8 und 9 nach unten bewegt werden. Demzufolge
nehmen die beiden Ventilsteuerhebel 4 und 5 ihre unwirksamen
Stellungen ein und das Ventil 1 bleibt geschlossen.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, nehmen
beim Umschalten des ersten Ventilsteuerhebels und des
zweiten Ventilsteuerhebels die Ventilsteuerhebel gleich
zeitig ihre unwirksamen Stellungen ein, wodurch
eine gleichmäßige bzw. ruckfreie Umschaltung in
die Arbeitsstellungen der Ventilsteuerhebel möglich ist.
Claims (3)
1. Ventilsteuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine
mit zwei auf ein einziges Gaswechselventil (1)
einwirkenden Kipphebeln (4, 5), deren Lagerstellen an
Steuernocken (15, 16) einer Steuerwelle (14) anliegen
und dadurch verstellbar sind, so daß je nach dem
Betriebszustand der Brennkraftmaschine nur der eine
oder andere Kipphebel wirksam ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerkurven (15 a, 16 a) der Steuernocken (15,
16) einander winkelmäßig soweit überlappen, daß bei
einem Umschalten vom einen in den anderen
Betriebszustand der Brennkraftmaschine beide Kipphebel
(4, 5) über eine bestimmte, der Überlappung
entsprechende Zeitspanne gleichzeitig auf das
Gaswechselventil (1) einwirken.
2. Ventilsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lagerstellen (8, 9) der
Kipphebel (4, 5) an jeweils seitlich von diesen
liegenden, auf einem Zapfen (11) drehbar gelagerten
Stützarmen (12, 13) angebracht sind, die auf den
Steuerkurven (15 a, 16 a) aufliegen.
3. Ventilsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lagerstellen (8, 9) an im Motorblock beweg
lich geführten Stützzapfen (11 a) angebracht sind, die auf den
Steuerkurven (15 a, 16 a) aufliegen.
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