DE3709882A1 - Ventilsteuerung einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine mit einem durch eine obenliegende Noc­ kenwelle verschwenkbaren Kipphebel.

Bei den bis jetzt bekannten Ventilsteuerungen dieser Art wird mit der obenliegenden Anordnung der Nockenwelle eine relativ kurze Hebelübersetzung erhalten, was wegen der da­ mit entsprechend direkten Betätigungsmöglichkeit der Ven­ tile hauptsächlich für schnellaufende Brennkraftmaschinen von Vorteil ist. Die einzelnen Bauformen, die bis jetzt für solche Ventilsteuerungen bekannt sind, unterscheiden sich untereinander im wesentlichen in der für die Kipphe­ bel vorgesehenen Schwenklagerung und in der auf die Noc­ kenwelle bezogenen Übertragung der für das Verschwenken der Kipphebel hauptsächlich maßgeblichen Kräfte. Haupt­ sächlich bekannt sind dabei einerseits mittels je eines Kugelgelenks verwirklichte Schwenklagerungen der Kipphebel und andererseits entweder direkte oder indirekte Berührungs­ stellungen der Kipphebel mit der Nockenwelle, wobei letztere meistens mittels Folgerollen verwirklicht sind und wobei auch sogenannte Hydraulikeinsteller unterschiedlicher Aus­ bildung und Anordnung zur Verwendung kommen, um hauptsäch­ lich die Berührungsstellung der Kipphebel mit der Nocken­ welle hydraulisch zu belasten. Ausführungsbeispiele von Ven­ tilsteuerungen, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfin­ dung hauptsächlich interessieren, sind insbesondere in den US-PS′en 20 14 659, 20 89 203 und 28 71 839 beschrieben.

Aus der GB-PS 41 962 ist daneben noch die spezielle Ausbil­ dung einer epizykloidischen Führungsbahn für eine Rolle be­ kannt, mit der eine reibungsfreie Abrollbewegung von momen­ tanen Berührungspunkten der Rollenoberfläche zu erhalten ist.

Die durch die Patentansprüche gekennzeichnete Erfindung löst die Aufgabe, eine Ventilsteuerung einer Brennkraftma­ schine der angegebenen Gattung bereitzustellen, die bei einer Eignung für schnellaufende Maschinen keine zu große Bauhöhe für die obenliegende Anordnung der Nockenwelle und niedrige Schwungmassen für die Kipphebel ergibt, wel­ che zur Erzielung einer möglichst reibungslosen Kräfte­ übertragung durch Rollen in der ihr Verschwenken für eine Betätigung der Ventile steuernden und mittels Hydraulikein­ stellern vorbelasteten Berührungsstellung mit der Nockenwelle gehalten werden.

Mit der erfindungsgemäßen Ventilsteuerung wird primär eine relativ niedrige Bauhöhe erhalten, da die Nockenwelle jetzt nur wenig oberhalb der Stirnfläche des Zylinderkopfes ange­ ordnet zu werden braucht. Durch die U-Form des Kipphebels wird weiterhin eine entsprechend niedrige Schwungmasse bei gleichzeitiger Sicherstellung einer optimalen Kräfteübertra­ gung erhalten, indem die Schwenkbewegung jedes Kipphebels mit dem zugeordneten Hydraulikeinsteller gegen ein seitli­ ches Ausweichen gesichert und damit die Berührungsstellung seiner Folgerolle mit der Nockenwelle durch die zur Abstüt­ zung noch optimal vorgesehene Führungsspur auch bei einer schnellaufenden Maschine ständig beibehalten wird. Eine praktisch reibungslose Berührungsstellung mit der Nocken­ welle wird dabei gleichzeitig ergänzt mit einer entsprechend reibungsarmen Berührungsstellung der Auswölbung des Kipphebel­ bodens mit der Stirnfläche des Hydraulikeinstellers, was so­ mit für die Verhältnisse des damit gebildeten Schwenklagers der Kipphebel eine der Nockenkurve unmittelbar folgende Betä­ tigung der Ventile unterstützt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilsteu­ erung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht der für den Zylinderkopf einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine vorgesehenen Ven­ tilsteuerung und

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Einzelheit dieser Ventilsteuerung nach der Linie 2-2 in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Teilbereich des Zylinderkopfes 10 einer Brenn­ kraftmaschine gezeigt, in welchem ein Auslaßkanal 12 eines zu­ geordneten Zylinders ausgebildet ist, der mittels des Ventil­ tellers 14 eines Auslaßventils verschlossen ist. Das Auslaß­ ventil ist an einem in einer Bohrung des Zylinderkopfes 10 geführten Ventilstößel 16 mittels einer Ventilfeder 18 in die Schließstellung des Ventiltellers 14 vorgespannt, wobei die Ventilfeder 18 zwischen dem Zylinderkopf 10 und einem Fe­ derteller 20 des Ventilstößels 16 abgestützt ist.

Eine längs des Zylinderkopfes 10 verlaufende Nockenwelle ist mit ihrer Drehachse 22 so nahe wie möglich oberhalb der Stirn­ fläche 24 des Zylinderkopfes angeordnet. Die Nockenwelle weist für jedes von ihr gesteuerte Ventil eine Nockenkurve 26 auf, mit der eine Folgerolle 28 ständig in Berührung gehalten ist. Die Folgerolle 28 ist mittels eines Zapfens 30 endseitig an einem Kipphebel 32 drehbar gelagert, der im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und einen Boden 34 sowie zwei auf­ rechte Seitenwände 36 aufweist, die an dem der Folgerolle 28 abgewandten Hebelende durch eine endseitige Querwand 37 der U-Form verbunden sind. Nahe dieser endseitigen Querwand 37 ist der Kipphebelboden 34 mit einer nach unten vorstehenden Auswölbung 38 versehen, die eine Punktberührung mit dem durch die Ventilfeder 18 vorgespannten oberen Ende 40 des Ventil­ stößels 16 ergibt.

Der Kipphebelboden 34 ist weiterhin an einer oberhalb der Drehachse 22 der Nockenwelle gelegenen Stelle mit einer zwi­ schen die Seitenwände 36 der U-Form nach oben vorstehenden Auswölbung 42 versehen, mit der zur Bildung eines Schwenk­ lagers für den Kipphebel die Stirnfläche eines Hydraulik­ einstellers 46 in Berührung gehalten ist. Der Hydraulikein­ steller 46 ist als ein in einem Führungszylinder 48 eines Führungskörpers 50 geführter Tauchkolben gezeigt, wobei der Führungskörper 50 an einem die Ventilsteuerung um­ schließenden Gehäusedeckel 52 befestigt ist, der einen an den Führungszylinder angeschlossenen Verteilerkanal für die Hydraulikflüssigkeit aufweist. Für diesen Hydraulikein­ steller sind auch andere Ausführungsformen denkbar, wobei nur beachtet werden muß, daß mit diesem Hydraulikeinsteller der Kipphebel 32 auch gegen ein seitliches Ausweichen gesi­ chert wird. In Fig. 2 ist daher auch gezeigt, daß der Füh­ rungszylinder 48 zwischen die beiden zu diesem Zweck ausge­ wölbten Seitenwände 36 des Kipphebels 32 vorsteht, wobei dessen seitliche Ausweichmöglichkeit noch weiter dadurch verhindert wird, daß an dem Führungszylinder 48 auch eine Führungsrippe 54 des Führungskörpers 50 einstückig ausgebil­ det ist, die eine die Folgerolle 28 jochförmig übergreifen­ de Ausbildung aufweist.

Die für diese jochförmig übergreifende Ausbildung der Füh­ rungsrippe 54 maßgebliche Aussparung bildet gleichzeitig eine Führungsspur 56 für die Folgerolle 28, wobei dafür ein Verlauf gewählt ist, der für die momentanen Berührungs­ punkte der Oberfläche der Folgerolle 28 mit der zugeordne­ ten Nockenkurve 26 eine reibungsfreie Abrollbewegung gewähr­ leistet. Die Führungsspur 56 ist somit für die Erzeugung einer epizykloidischen Führungsbahn entsprechend der Lehre gemäß der GB-PS 41 962 ausgebildet, um damit auch für das Schwenklager des Kipphebels eine entsprechend reibungsfreie oder zumindest äußerst reibungsarme Abrollbewegung der Aus­ wölbung 42 des Kipphebelbodens 34 an der Stirnfläche des Hydraulikeinstellers 46 zu erhalten. Wegen der Ausbildung der Führungsspur 56 an dem Führungskörper 50 zur damit be­ zweckten Abstützung der Folgerolle 28 und deren gleichzei­ tiger Führung längs einer epizykloidischen Führungsbahn kann daher für den Hydraulikeinsteller 46 auch auf die Verwendung eines eigenen Rollenlagers als einem bezüg­ lich des Kipphebels 32 wirksamen Schwenklagers verzich­ tet werden. Wenn die zur Abstützung der Folgerolle 28 vorgesehene Führungsspur 56 genügend präzise hergestellt ist, so ist es dann selbst möglich, anstelle des Hydrau­ likeinstellers 46 einen mechanischen Einsteller in Form beispielsweise einer Stellschraube vorzusehen, womit dann für die Ventilsteuerung eine noch kompaktere und noch wei­ ter kostensparende Ausbildung erhalten wird. Bei der hydrau­ lischen Ausbildung des Einstellers ist es andererseits selbst­ verständlich auch möglich, daß der Führungskörper 50 mit dem die Ventilsteuerung umschließenden Deckel 52 einstückig ausgebildet wird oder eine Ausbildung erfährt, die bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine nur einer bestimmten Ven­ tilgruppe gemeinsam ist, bei der alle zugehörigen Ventile eine gleiche Einstellung erfahren sollen.

Claims (6)

1. Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine mit einem durch eine obenliegende Nockenwelle verschwenkbaren Kipphebel, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (32) im wesentlichen U-förmig ausgebildet und ein ober­ halb der Nockenwelle (26) angeordnetes Schwenklager auf­ weist, das mit einer in den Zwischenraum zwischen den Seitenwänden (36) der U-Form nach oben vorstehenden Aus­ wölbung (42) des Kipphebelbodens (34) und der Stirnflä­ che eines den Kipphebel (32) gegen ein seitliches Auswei­ chen sichernden Hydraulikeinstellers (46) gebildet ist, der eine Berührungsstellung des einen Hebelendes mit einem Ventilstößel (16) und einer am zweiten Hebelende drehbar gelagerten Folgerolle (28) mit der Nockenwelle (26) nach oben derart abstützt, daß der Kipphebel (32) mit der Auswölbung (42) seines Schwenklagers an der Stirnfläche des Hydraulikeinstellers (46) abrollen kann.

2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge­ rolle (28) an einer die Abrollbewegung des Kipphebels (32) beeinflussenden Führungsspur (56) abgestützt ist.

3. Ventilsteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­ rungsspur (56) für die Erzeugung einer epizykloidischen Führungsbahn der Drehachse (30) der Folgerolle (28) bzw. eines die Führungsspur (56) berührenden Momentanpunktes an der Rollenoberfläche ausgebildet ist.

4. Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungs­ stellung des Kipphebels (32) mit dem Ventilstößel (16) mit einer nach unten vorstehenden, nahe einer endseitigen Quer­ wand (37) der U-Form vorgesehenen Auswölbung (38) des Kipp­ hebelbodens (34) gebildet ist.

5. Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs­ spur (56) für die Folgerolle (28) an einem mit dem Hydrau­ likeinsteller (46) gemeinsamen, zwischen die Seitenwände (36) des Kipphebels (32) vorstehenden Führungskörper (50) ausgebildet ist.

6. Ventilsteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs­ spur (56) eine die Folgerolle (28) jochförmig übergrei­ fende Ausbildung an einer mit einem Führungszylinder (48) des Hydraulikeinstellers (46) einstückig ausgebildeten Führungsrippe (54) des Führungskörpers (50) aufweist.