DE3519471A1

DE3519471A1 - Hubkolben-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3519471A1
Application number: DE19853519471
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dieter Dr. 3180 Wolfsburg Emmenthal; Joachim Ing.(Grad.) 3300 Braunschweig Neumann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1984-06-23
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE3519471C2

Description

3180 Wolfsburg
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κ 3604/17.70-we-sch

HulDkoTb'eri-'BreririKraftmasc'hine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolben-BrennkrafMaschine mit zwei Einlaßventilen je Zylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige lastabhängige Ventilsteuerung, bei der ein Ventil im unteren Lastbereich abgeschaltet wird, ist beispielsweise aus der Zeitschrift "Motorrad"4/1984, Seiten 50, 51 bekannt. Bei dieser Ventilsteuerung wird ein hydraulisch beaufschlagbarer Sperrbolzen verwendet, der die beiden Betätigungshebel der Einlaßventile von einer bestimmten Drehzahl ab miteinander verbindet. Dieser Sperrbolzen ist dabei exzentrisch zur Schwenkachse in dem einen der beiden Betätigungshebel gehalten. Durch diesen zusätzlich vorgesehenen, außerhalb der Schwenkachse der Betätigungshebel vorgesehenen Sperrbolzen sowie durch die zu seiner Führung in den beiden Betätigungshebeln vorgesehenen Bauelemente wird jedoch die Masse der Betätigungshebel wesentlich vergrößert. Insbesondere bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine verursachen diese zusätzlichen Massen jedoch erhebliche Beschleunigungskräfte, die durch aatsprechende Ausgestaltung der Nockenwelle,der Hebellagerung und schließlich auch der Ventilfedern berücksichtigt werden müssen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Hubkolben-Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Bauart zu schaffen, bei der die lastabhängig steuerbare Abschaltung des einen der beiden Einlaßventile ohne eine wesentliche

Vergrößerung der Massen des Ventiltriebs erreicht werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die in dem Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale erreicht. Erfindungsgemäß wird also die Mitnahmeverbindung zwischen den beiden Betätigungshebel durch eine einen Pormschluß ermöglichende Ausgestaltung der Stirnflächen der beiden Betätigungshebel im Bereich der Schwenkachse erzielt, während das Wirksamwerden dieser Mitnahmeverbindung durch eine die beiden Betätigungshebel axial gegeneinander pressende Vorrichtung erreicht wird. Auch diese Vorrichtung greift dabei im Bereich der Schwenkachse der beiden Hebel ein und ist zudem getrennt von den beiden Schwenkhebeln angeordnet, so daß ihre Masse keine Vergrößerung der Beschleunigungskräfte der Schwenkhebel verursachen kann. Insgesamt gesehen ergibt sich damit eine Ausführung, bei der eine steuerbare Ab- bzw. Zuschaltung des einen Betätigungshebels zu dem anderen ohne wesentliche Vergrößerung der Massen des Ventiltriebs erreicht wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Kennzeichen der Tinteransprüche.

In der Zeichnung ist in schematischer Darstellungsweise ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Längsschnittes durch einen erfindungsgemäßen Ventiltrieb gezeigt. Dabei ist mit 1 insgesamt der Ventiltrieb angedeutet, der zur Betätigung der beiden Einlaßventile eines Zylinders einer mehrzylindrigen Hubkolben-Brennkraftmaschine dient. Dieser Ventiltrieb weist einen ersten als Kipphebel ausgebildeten Betätigungshebel 2 auf, dessen einer Hebelarm von einem hier nicht gezeigten Nocken einer Nockenwelle betätigbar ist und dessen anderer Hebelarm 4 ein hier ebenfalls nicht gezeigtes Einlaßventil der Brennkraftmaschine in an sich bekannter Weise betätigt. Dieser Kipphebel 2 besitzt eine Lagerhülse 5, ^mi"t d-er er auf einem im Gehäuse der Brennkraftmaschine gehaltenen Schwenkbolzen drehbar gelagert ist.

Mit 7 ist ein zweiter Kipphebel bezeichnet, der nun nicht direkt von dem Nocken der Nockenwelle betätigt wird, sondern der durch

eine Mitnahmeverbindung 20 mit dem ersten Kipphebel 2 .zur gemeinsamenBewegung kuppelbar ist. Dieser zweite Kipphebel 7 weist einen Hebelarm 8 auf, mit dem er ein hier nicht gezeigtes zweites Einlaßventil betätigt, das zusammen mit dem von dem Hebelarm 4 des ersten Kipphebels 2 betätigten ersten Einlaßventil die Frischluft- bzw. Gemischzufuhr zu einem Zylinder der hier nicht weiter gezeigten Brennkraftmaschine steuert. Auch dieser zweite Kipphebel 7 besitzt eine nabenförmige Lagerhülse 9» mit der er auf dem Schwenkbolzen 6 unmittelbar neben dem ersten Kipphebel 2 gelagert ist.

Um nun die gewünschte Mitnahmeverbindung zwischen den beiden Kipphebeln 2 und 7 bewirken zu können, sind die einander zugewandten Stirnflächen 18 und 19 der beiden benachbart auf dem Schwenkbolzen 6 gelagerten Lagerhülsen 5 und 9 so ausgestaltet, daß sie durch Form- und Kraftschluß eine Mitnahme bewirken können. In dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, daß die beiden Lagerhülsen 5 und 9 eine im wesentlichen schräg zur Achse des Schwenkbolzens 6 verlaufende Trennfuge 20 aufweisen. Es wäre jedoch auch möglich, anstelle dessen an den beiden Stirnflächen 18 und 19 eine im wesentlichen radial ausgerichtete Verzahnung vorzusehen.

Da jedoch die beiden Lagerhülsen 5 und 9 axial gegeneinander verschiebbar auf dem Schwenkbolzen 6 gelagert sind, kann die Mitnahme des zweiten Kipphebels 7 nur dann erfolgen, wenn durch eine zusätzliche, insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung eine axiale Anpressung der beiden Kipphebel bzw. Lagerhülsen gegeneinander erfolgt. Biese Vorrichtung 10 wird durch einen axial elastisch verstellbaren Faltenbalg 11 gebildet,der vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff besteht und der von innen her mit einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagbar ist. Dieser Faltenbalg 11 weist ein erstes Ende 12 auf, da.s an einem beispielsweise durch einen Ringbund gebildeten festen Anschlag I4 des Schwenkbolzens 6 anliegt. Das Faltenbalgende 12 könnte .aber auch starr an diesem festen Anschlag I4 befestigt sein. Das andere Ende I3 des Faltenbalges 11 liegt dagegen

lose an der dem zweiten Kipphebel 7 abgewandten Stirnseite der Lagerhülse 5 des ersten Kipphebels 2 an. Bei Druckbeaufschlagung des Innenraums 17 des Faltenbalges 11 über eine in dem Schwenkbolzen 6 angeordnete zentrale Druckmittelzuführung 16 ergibt sich eine axiale Ausdehnung des Faltenbalges 11 und dadurch eine axiale Druokbelastung der in der Zeichnung rechten Stirnseite der Lagerhülse 5 des ersten Kipphebels 2, wodurch diese gegen den zweiten Kipphebel 7 und mit diesem zusammen gegen einen zweiten auf der Schwenkachse 6 angebrachten festen Anschlag 15» der beispielsweise durch einen Sprengring gebildet sein kann, drückt.

Eine Drehmomentübertragung von dem ersten, von dem Nocken der Nockenwelle betätigten Kipphebel 2 auf den zweiten Kipphebel 7 kann dabei erst dann erfolgen, wenn die formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Kdpphebeln hergestellt wird. Die Mitnahmeverbindung ist nun eo ausgebildet, daß ein Formschluß nur in einer bestimmten Stellung der beiden Kipphebel 2, 7 zueinander eintreten kann. Diese bevorzugte Stellung der Kipphebel zueinander wird erreicht, wenn beide Ventile geschlossen sind. In dieser Stellung liegen die beiden Stirnflächen 18 und 19 der Lagerhülsen 5 und 9 über den gesamten Um_;fang glatt an, so daß sich im Zusammenwirken mit der von dem Faltenbalg 11 ausgeübten axialen Druckkraft eine Drehmomentübertragung vo*n dem ersten Kipphebel 2 auf den zweiten Kipphebel 7 ergibt, so daß dieser das zugeordnete Einlaßventil betätigen kann. Die Steuerung der hydraulischen Druckbeaufschlagung des Faltenbalges 11 erfolgt nun so, daß bis zu einer vorgegebenen Last oder auch Drehzahl der Brennkraftmaschine der Innenraum I7 des Faltenbalges drucklos bleibt, so daß die Mitnahmeverbindung zwischen den beiden Kipphebeln 2 und 7 nicht hergestellt wird, sondern nur der erste Kipphebel 2 ohne Ankopplung des zweiten Kipphebels 7 betätigt wird. Erst von einer bestimmten Grenzbelastung ab erfolgt eine Druckbeaufschlagung des Faltenbalges 11, so daß dann bei entsprechender Stellung der beiden Kipphebel zueinander der Formschluß zwischen den beiden Lagerbuchsen hergestellt und der zweite Kipphebel an den ersten zur gemeinsamen Betätigung beider Ventile angekoppelt wird.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß die zur Erreichung der steuerbaren Kupplung der beiden Kipphebel erforderlichen Teile keine Massenvergrößerung der Kipphebel bedeuten, da zum einen der Formschluß zwischen den beiden Lagerhülsen lediglich durch eine entsprechende Ausgestaltung der einander zugewandten Stirnflächen erfolgt und die für die Mitnahme verbindung erforderliche axiale Anpressung der beiden Kipphebel durch die im wesentlichen feststehende, durch den Faltenbalg 7 gebildete Druckbelastungsvorrichtung 10 erreicht wird. Zusätzliche, die Masse der Kipphebel vergrößernde Konstruktionen sind dabei auch deshalb nicht erforderlich, weil die Mitnahmeverbindung im Bereich der gemeinsamen Schwenkachse der beiden Kipphebel erfolgt.

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Claims

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κ 3604/1770-we-sch

ANSPRÜCHE

^Γ1 J Hubkolben-Brennkraftmaschine mit zwei Einlaßventilen je Zylinder und mit den beiden Einlaßventilen zugeordneten, um eine gemeinsame Schwenkachse verschwenkbar gehaltenen Betätigungshebeln, von denen ein erster direkt von einem Nocken der Nockenwelle betätigbar ist und der andere in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine mit dem ersten Betätigungshebel zur gemeinsamen Betätigung in einer vorgegebenen Stellung der ** beiden Betätigungshebel zueinander durch Formschluß kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungshebel (2, ¹J) im Bereich der Schwenkachse (6) zur gegenseitigen Anlage kommende Stirnflächen (18, I9) mit einer eine Mitnahmeverbindung ermöglichenden Ausgestaltung aufweisen und daß zum Wirksamwerden der Mitnahmeverbindung eine die beiden Betätigungshebel axial gegeneinander pressende Vorrichtung (1O) vorgesehen ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Betätigungshebel (2, 7) auf einem Schwenkbolzen (6) verdrehbar gehaltene Lagerhülsen (5, 9) aufweisen, die an den einander zugewandten Stirnflächen (18, I9) eine nur in der bestimmten Stellung zueinander wirksame, eine Mitnahmeverbindung bewirkende Ausgestaltung aufweist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülsen (5, 9) eier beidei Betätigungshebel (2, 7) eine gemeinsame, schräg zur Achse des Schwenkbolzens (6) verlaufende Trennfuge (20) aufweisen.
4- Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülsen an den einander zugewandten StirnfLachen eine Verzahnung mit im wesentlichen radial gerichteten Zähnen und mit einer derartigen Ausbildung aufweisen, daß nur in einer bestimmten Stellung der Betätigungshebel zueinander ein Zahneingriff erfolgen kann.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Stellung der Betätigungshebel (2, 7) zueinander dann vorliegt, wenn die beiden Ventile geschlossen sind.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1O) durch einen auf dem Schwenkbolzen (6) gehaltenen, hydraulisch beaufschlagbaren Faltenbalg (11) gebildet ist, der mit einem Ende (12) an einem festen Anschlag (14) des Schwenkbolzens anliegt und mit dem anderen Ende (13) die Lagerhülsen (5» 9) der Betätigungshebel (2, 7) gegen einen zweiten festen Anschlag (I5) des Schwenkbolzens drückt.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (11) mit dem einen Ende (12) an dem festen Anschlag (14) des Schwenkbolzens (6) starr befestigt ist.