DE3319766A1

DE3319766A1 - Vorrichtung zum betaetigen eines ventils einer brennkraftmaschine mit innerer verbrennung

Info

Publication number: DE3319766A1
Application number: DE19833319766
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Tokyo Ishikawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-06-04
Filing date: 1983-05-31
Publication date: 1983-12-08
Also published as: GB2121476A; GB8314957D0; JPS58211515A

Description

Dr.-Ing. Roland Liesegang " Patentanwalt

European Patent Attorne

Sckellstrasse 1 D-8000 München Telefon (089)4 48 2496

Telex 5214382 palid Telekopierer (089) 2720480, 2720481 Telegramme patemus münchen

Postscheck München 39418-802 Hypobank München 6400194333 — 4 — Reuschalbank München 2603007

Vorrichtung zum Betätigen eines Ventils einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Ventils einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, wobei eine automatische Spielnachstellvorrichtung, beispielsweise eine hydraulische Nachstellvorrichtung vorgesehen ist.

In einer Vorrichtung zum Betätigen eines Einlaß- oder Auslaßventils einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung wird ein Kipphebel von einer Nockenwelle angetrieben und schwingt um ein Drehlager in einer Ebene, welche die Achse des Ventils einschließt und senkrecht zur Achse der Nockenwelle steht. Wenn sich der Kipphebel zu dieser Ebene neigt und außerhalb dieser Ebene schwingt, führt dies zu einseitigem Kontakt und einseitigem Verschleiß der Kontaktflächen, fehlerhafter Ventilbetätigung, erhöhtem Geräusch und Minderung der Maschinenleistung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilbetätigungsvorrichtung zu schaffen, bei welcher die Spielnachstellvorrichtung das Drehlager des Kipphebels sicher unterstützt und den Kipphebel an einer Drehung um seine Längsachse hindert.

» · ■ ■ «ι

« · β ft ·

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Vorrichtung umfaßt einen Nocken, einen Kipphebel und einen Träger. Der Nocken kann drehen. Der Kipphebel ist zwischen dem Nocken und dem Ventil angeordnet. Der Kipphebel schwenkt getrieben durch die Drehbewegung des Nockens um das Drehlager und bewegt entsprechend der Drehbewegung des Nockens das Ventil hin und her. Der Träger umfaßt das Drehlager zum schwenkbaren Unterstützen des Kipphebels sowie die Spielnachstellvorrichtung zum Unterstützen des Drehlagers und läßt eine Bewegung des Drehlagers nur in einer Ebene zu, in welcher der Kipphebel schwenkt. Das j Drehlager ist von einem zylindrischen Bauteil gebildet, dessen Achse im wesentlichen senkrecht zu dieser Ebene

steht. ■ j

Vorzugsweise hat der Kipphebel eine Querbohrung, und das zylindrische Bauteil ist drehbar in der Querbohrung aufgenommen. Die Spielnachstellvorrichtung umfaßt ein ortsfestes Gehäuse und einen darin aufgenommenen Plunger. Der Plunger hat einen konisch verjüngten Endabschnitt, der aus dem Gehäuse herausragt. Die Achse des Plungers liegt in der genannten Ebene, und der Plunger ist axial in dieser Ebene bewegbar. Das zylindrische Bauteil hat ein konisches Radialloch, in welches der verjüngte Endabschnitt des Plungers eingepaßt ist. Der Kipphebel hat eine öffnung, durch welche der Endabschnitt des Plungers hindurch in das konische Radialloch des zylindrischen Bauteils hineinragt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1. einen schematischen Querschnitt durch eine

Ausführung einer Ventilbetätigungsvorrichtung

gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der Hauptteile der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3A, 3B und 3C eine Stirnansicht, eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf einen Kipp

hebel der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen abgewandelt gestalteten Kipphebel.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Ausführung der Erfindung. Ein Zylinderkopf 12 ist auf einem Zylinderblock 11 montiert und befestigt. Im Zylinderkopf 12 ist eine Nockenwelle 13 untergebracht, die mit einer Kurbelwelle in Betriebsverbindung steht und in Abstimmung auf deren Drehung drehbar ist. Die Nockenwelle 13 ist mit einstückigen Nocken 14 versehen. Im Zylinderkopf 12 sind ein Einlaßventil 15 zum öffnen und Schließen einer Einlaßöffnung 17 und ein Auslaßventil 16 zum öffnen und Schließen einer Auslaßöffnung 18 so angeordnet, daß die Ventile 15 und 16 axial hin- und herbeweglich sind. Das Auslaßventil 16 und seine Ventilbetätigungsvorrichtung sind in gleicher Weise ausgebildet wie das Einlaßventil 15 und seine Betätigungsvorrichtung. Am Schaftende 15a des Ventils 15 ist ein Federteller 19 befestigt. Eine unter Druckvorspannung stehende Ventilfeder 20 ist zwischen dem Federteller 19 und dem Zylinderkopf 12 aufgenommen. Die Ventilfeder 20 drängt das Ventil 15 in Schließstellung, in welcher die Einlaßöffnung 17 durch das Ventil 15 geschlossen gehalten ist. Oberhalb der Nockenwelle 13 ist ein Kipphebel 21 schwenkbar in einer Ebene angeordnet, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse der Nockenwelle 13 liegt. Der Kipphebel 21 bewegt das Ventil 15 getrieben vom Nocken 14. Der Kipphebel 21 hat ein erstes langgestrecktes Ende mit einem Nockenfolgeglied 21a und ein zweites langgestrecktes Ende,

a « λ ·

7 -

* * «AB

welches in Längsrichtung im Abstand vom ersten Ende ist und eine Nut 21b aufweist (Fig. 2). Das Nockenfolgeglied 21a ist in Kontakt mit dem Nocken 14 gehalten. Die Nut 21b erstreckt sich in Längsrichtung des Kipphebeis und nimmt das Schaftende 15a des Ventils 15 auf. Die Spielnachstellvorrichtung 22 unterstützt den Kipphebel 21 schwenkbar zwischen seinen beiden Enden. Die Spielnachstellvorrichtung 22 umfaßt ein Drehlager für die Schwenk- oder Schwingbewegung des Kipphebels 21.

Der Kipphebel 21 ist um das Drehlager in der Ebene schwenkbar, welche die Achse des Ventils 15 enthält und im wesentlichen senkrecht zur Achse der Nockenwelle 13 liegt. In dieser Ebene der Schwingbewegung ist die Spielnachstellvorrichtung 22 beweglich (aufwärts und abwärts in Fig. 1 gesehen), und zwar durch eine von einem hydraulischen Fluid aufgebrachte Druckkraft. Die Spielnachstellvorrichtung 22 stellt automatisch das Ventilspiel zwischen dem Schaftende 15a des Ventils und dem zweiten Ende des Kipphebels 21 (dem Grund der Nut 21b) auf einen vorbestimmten Wert, z. B. den Wert Null, nach, in^dem das Drehlager der Schwingbewegung mit Unterstützung der Kraft der Ventilfeder 20 und der Antriebskraft der Nocken 14 geringfügig verschoben wird. Die Spielnachstellvorrichtung 22 umfaßt ein Gehäuse 24, einen Plunger 25 und ein zylindrisches Bauteil 26. Das Gehäuse 24 ist fest mit dem Zylinderkopf 12 verbunden. Der Plunger 25 ist im Gehäuse 24 axial vor- und zurückbeweglich. Das zylindrische Bauteil 26 ist vom Plunger unterstützt. Die Achse des zylindrischen Bauteils 26 verläuft etwa parallel zur Achse der Nockenwelle 13 und etwa senkrecht zur Ebene, in welcher der Kipphebel 21 schwingt (s. Fig. 2). Das zylindrische Bauteil 26 ist drehbar in einer Querbohrung 21c des Kipphebels 21 aufgenommen. Somit dient das zylindrische Bauteil 26 als Drehlager für die Schwingbewegung des Kipphebels 21. Das zylindrische

Bauteil 26 ist mit einem konisch verjüngten Radialloch 26a versehen, welches sich nach innen hin zunehmend verengt. Der Plunger 25 hat einen konisch verjüngten, vorragenden Endabschnitt 25a, der in das Radialloch 26a des zylindrischen Bauteils 26 eingepaßt ist. Auf diese Weise wird das zylindrische Bauteil 26 vom Plunger 25 untierstützt und wirktals Drehlager für die Schwingbewegung des Kipphebels 21, wobei es den Kipphebel 21 schwenkbar in der oben genannten Ebene der Schwenkbewegung unterstützt. Der Plunger 25 unterstützt das zylindrische Bauteil 26 in einer solchen Weise, daß es(als Drehlager für die Schwenkbewegung)sich in axialer Richtung des Plungers 25 in der Ebene der Schwenkbewegung verlagern kann. Die Fig. 3A, 3B und 3C zeigen den Kipphebel 21, dessen sich in Längsrichtung erstreckende Mittellinie χ einen Winkel α mit der Achse y der Querbohrung 21c einschließt, in welchem das zylindrische Bauteil 26 aufgenommen ist.

Die so ausgebildete Ventilbetätigungsvorrichtung arbeitet wie folgt:

Wenn die Nockenwelle 13 mit dem Nocken 14 von der Kurbelwelle getrieben dreht, wird der Kipphebel 21 vom Nocken 14 angetrieben und schwingt um das zylindrische Bauteil 26 in der Ebene, welche die Längs-Mittellinie χ des Kipphebels 21 enthält, wobei diese Längs-Mittellinie χ den vorbestimmten Winkel α mit der Achse y des zylindrischen Bauteils 26 einschließt. So treibt der Kipphebel 21 das Ventil 15 hin und her. Der Kipphebel ist bei diesem Ausführungsbeispiel in der versetzten Bauart ausgeführt, bei welcher einer die beiden Enden des Kipphebels verbindende Linie nicht senkrecht zu der Achse verläuft, auf welcher der Kipphebel schwenkt oder schwingt. Bei einem solchen Kipphebel liegt die Hauptträgheitsachse nicht parallel zu seiner Schwenkachse.

Wenn daher die Maschine mit hohen Drehzahlen läuft, wird dem Kipphebel 21 ein Moment beträchtlicher Größe eingeprägt, welches den Kipphebel 21 um seine Längsachse gemäß dem gekrümmten Pfeil x¹ in Fig. 3B verwindet. Gemäß der Erfindung unterstützt das zylindrische Bauteil 26 in der Querbohrung 21c des Kipphebels 21 diesen insbesondere gegen ein solches Moment. Mit anderen Worten hindert das Zusammenwirken des zylindrischen Bauteils 26 und der Querbohrung 21c des Kipphebels 21 diesen an einer

10- Verwindung um seine Längsachse und somit am Einnehmen einer geneigten Lage. Somit verhindert die Vorrichtung gemäß der Erfindung einseitigen Kontakt zwischen dem Nocken 14 und dem Nockenfolgeglied 21a und einseitigen Verschleiß der Kontaktflächen und hält eine korrekte Ventilbetätigung aufrecht. Als Ergebnis werden die Geräuschentwicklung der Maschine reduziert und die Maschinenleistung verbessert.

Bei dieser Ausführung ist der Kipphebel 21 von der Bauart mit Mittenlagerung mit den bekannten Vorteilen gegenüber der Bauart mit Schwenklagerung am Ende-des Kipphebels. Außerdem unterstützt die hydraulische Spielnachstellvorrichtung 22 das Drehlager des Kipphebels 21. Diese Anordnung ist sehr vorteilhaft, weil das Gehäuse 24 der hydraulischen Spielnachjstellvorrichtung 22 sich nicht bewegt sondern stationär ist.

Fig. 4 zeigt eine andere Konstruktion des Kipphebels. In diesem Fall steht die Längsmittellinie χ des Kipphebeis 31 senkrecht zur Achse y einer Querbohrung 31c, in welcher das zylindrische Bauteil aufgenommen ist. In diesem Fall wird der Kipphebel 31 in der gleichen Weise betätigt wie der Kipphebel 21 des vorher beschriebenen Ausführungsbeispiels.

Claims

Dr.-Ing. Roland üesegang Patentanwalt

European Patent Attorney

Sckel Istrasse 1 D-8000 München Telefon (089)4 48 24

Tolex 5214382 pall d

Telokoplorer (089)2720480. 2720481

Telegramme patemus munchon

Postscheck München 39418-802 Hypobnnk München 6400194333 Reuschelbank München 2603007

NISSAN MOTOR CO. LTD.
Yokohama City, Japan
P 098 78

Vorrichtung zum Betätigen eines Ventils einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung

Patentansprüche

Vorrichtung zum Betätigen eines Ventils einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem drehbaren Nocken (14), einem Kipphebel (21,31) der um einen Drehpunkt schwenkbar zwischen dem Nocken und dem Ventil (15,16) angeordnet und durch die Drehbewegung des Nockens angetrieben ist, um das Ventil entsprechend der Drehbewegung des Nockens in Richtung seiner Längsachse hin-und herzubewegen, und"mit einem Träger (22) einschließlich einem Drehlager (26) zum schwenkbaren Unterstützen des Kipphebels, dadurch g e k e η η ze lehnet, daß eine Spielnachstellvorrichtung (24,25) zur Unterstützung des Drehlagers (26) vorgesehen ist, welche das Drehlager sich in einer Ebene bewegen läßt, in welcher der Kipphebel schwingt, und daß das Drehlager als zylindrisches Bauteil (26) ausgebildet ist, dessen Achse im wesentlichen senkrecht zu der genannten Ebene verläuft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel eine Querbohrung (21C) aufweist, und daß das zylindrische Bauteil (26) drehbar in dieser Querbohrung gelagert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spielnachstellvorrichtung (24,25) ein ortsfestes Gehäuse und einen darin aufgenommenen Plunger (25) aufweist, welcher einen aus dem Gehäuse herausragenden verjüngten Endabschnitt (25a) aufweist, wobei die Achse des Plungers in der Schwenkebene des Kipphebels liegt und der Plunger im wesentlichen axial in dieser Ebene beweglich ist und das zylindrische Bauteil (26) ein konisches Radialloch (26a) hat, in welche.

der verjüngte Endabschnitt (25a) des Plungers eingepaßt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ze ichnet, daß der Kipphebel (21) eine Öffnung aufweist, durch die der verjüngte Endabschnitt des Plungers (25) hindurch in das verjüngte Radialloch (26a) des zylindrischen Bauteils (26) ragt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Kipphebel ein erstes von

dem Nocken (14) beaufschlagbares langgestrecktes Ende (21a) und ein zweites langgestrecktes Ende (21b) zum Beaufschlagen des Ventils (15) hat, wobei das Drehlager zwischen diesen beiden Enden angeordnet ist. 30
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (14) und das Ventil (15) auf der einen Seite des Kipphebels (21) und das Gehäuse (24) der Spielnachstellvorrichtung auf der anderen Seite des Kipphebels angeordnet sind.
ν. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Achse des zylindrischen Bauteils (26) und der Schwcnkebcnc des Kipphebels nicht ein rechter Winkel ist (Fig. 3B). 5
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Achse des zylindrischen Bauteils (26) und der Schwenkebene des Kipphebels ein rechter Winkel ist (Fig. 4).
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spielnachstellvorrichtung eine hydraulische Vorrichtung ist.