DE3732687C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Vorrichtungen dieser Art sind sowohl zur Abschaltung einzelner Zylinder von Fahrzeug-Brennkraftmaschinen durch Stillegen seiner Gaswechselventile (DE-PS 30 42 018 als auch zum Unwirksammachen einzelner Einlaßventile eines Brennraums (DE-OS 33 06 355 bekannt. Bei der Konstruk­ tion nach der deutschen Patentschrift wird die zugleich die desaktivierbaren Nocken tragende Schiebemuffe durch eine Druckfeder in Eingiffsstellung mit einem Mitnehmer an der Nockenwelle gebracht, und zur Aufhebung der drehfesten Verbindung wird über eine elektromagnetisch betätigbare Ventilanordnung durch Öldruck eine Verschiebung der Schaltmuffe in ihre zweite Axialstellung, in der die Kupplung ausgerückt ist, bewirkt. Eine derartige Verschiebung der Schalt­ muffe sowie überhaupt die Desaktivierung des Nockens darf jedoch nur dann vor­ genommen werden, wenn sich der desaktivierbare Nocken in seiner unbelasteten Stellung befindet, also das durch ihn zu betätigende Ventil bzw. ein Kipp- oder Schwinghebel nicht auf dem Nocken, sondern allenfalls auf dem Nocken­ grundkreis aufliegt. Nur dann ist auch sichergestellt, daß sich das durch den desaktivierbaren Nocken zu betätigende Ventil in seiner Schließstellung be­ findet. Bei der Konstruktion nach der deutschen Patentschrift wird dies durch entsprechende Lage von Ölkanälen erreicht, die sicherstellt, daß die Öldruck­ beaufschlagung nur in Winkellagen des desaktivierbaren Nockens erfolgt, in de­ nen dieser unbelastet ist. Eine derartige hydraulische Sperre ist aber nicht nur kritisch hinsichtlich ihrer Toleranzen, sondern auch wegen möglicher ge­ genseitiger Beeinflussungen des Schmiersystems der Brennkraftmaschine einer­ seits und des Steuersystems für die Schiebemuffe andererseits. Dies gilt ins­ besondere bei niedrigen Drehzahlen der Maschine. Hierzu können durch Blasen­ bildung verursachte Schwierigkeiten kommen.

In der deutschen Patentschrift ist auch eine konstruktive Variante angegeben, bei der die Schiebemuffe mittels einer Gabel in Abhängigkeit von der Erregung eines Elektromagneten betätigt wird. Eine entsprechende Konstruktion zeigt auch die DE-OS 33 06 355. Derartige Lösungen bieten häufig Schwierigkeiten hinsichtlich der beengten Platzverhältnisse im Bereich der Nockenwelle einer Brennkraftmaschine. Auch ist der Aufwand zu ihrer Ansteuerung, zu dem ja auch die Signalgewinnung für die Elektromagneten gehört, beträchtlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff gemäß des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die hinsichtlich der An­ steuerung der Sperrvorrichtung, die also das Ausrücken der erwähnten Kupplung nur im entlasteten Zustand des desaktivierbaren Nockens zuläßt, gleichsam aut­ ark ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merk­ malen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

In vorteilhafter Weise vermeidet die Erfindung also die Ausnutzung des Schmier­ ölkreislaufs der Maschine zur Verhinderung eines unerwünschten Lösens der Kupp­ lung außerhalb der entlasteten Winkellagen des desaktivierbaren Nockens bzw. die umständliche Gewinnung von elektrischen Steuersignalen, indem einer der dauernd drehfest mit der Nockenwelle verbundenen Nocken, der bei mit der Nocken­ welle gekoppeltem desaktivierbaren Nocken eine feste Winkellage bezüglich des­ selben einnimmt und synchron rotiert, zur Betätigung der Sperrvorrichtung aus­ genutzt wird. In den Fällen, in denen der desaktivierbare Nocken eines von meh­ reren Ventilen ein und desselben Zylinders steuert, kann als die Sperrvorrich­ tung betätigender drehfester Nocken der einem anderen Ventil desselben Zylin­ ders zugeordnete, dieselbe Winkellage wie der desaktivierbare Nocken besitzende Nocken dienen. Dies schließt jedoch insbesondere dann, wenn die erfindungsge­ mäße Steuervorrichtung zum Unwirksammachen einzelner Brennräume bzw. Zylinder dienen soll, nicht aus, daß auch ein anderer, in seiner Winkellage nicht mit der Betriebswinkellage des desaktivierbaren Nockens übereinstimmender Nocken eines anderen Zylinders zur Betätigung der Sperrvorrichtung ausgenutzt wird.

Ein Ausführungsbeipiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 einen Längsschnitt und deren Fig. 2 eine Stirnan­ sicht der Steuervorrichtung wiedergibt. In Fig. 2 ist der eine drehfest ver­ bundene Nocken in einer um etwa 90° im Uhrzeigersinn verdrehten Winkellage gezeichnet, um die Übersichtlichkeit der Darstellung zu erhöhen.

Die in diesem Ausführungsbeispiel mit der zentralen Ölbohrung 1 versehene Nockenwelle 2 trägt in dauernder drehfester Verbindung die Nocken 3 und 4 sowie an sich drehbar den desaktivierbaren Nocken 5. Zwischen den Nocken 3 und 5 erkennt man das Nockenwellenlager 6.

Dem Nocken 5 ist eine Kupplung zur zeitweiligen Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen Nocken 5 und Nockenwelle 2 zugeordnet, die als wesentli­ che Bestandteile die Radialnut 7 auf der rechten Stirnseite des Nockens 5 sowie die Schiebemuffe 8 mit der Klaue 9 enthält, die bei nach links in ihre erste Axiallage bewegter Schiebemuffe 8 in die Nut 7 einfällt und eine dreh­ feste Verbindung zwischen desaktivierbarem Nocken 5, Schiebemuffe 8 und der mit dieser dauernd drehfest verbundenen Nockenwelle 2 herstellt.

Während die Schiebemuffe 8 in ihre die drehfeste Verbindung des desaktivier­ baren Nockens 5 mit der Nockenwelle 2 aufhebende (dargestellte) zweite Axial­ lage durch die zumindest eine Druckfeder 10 bewegt wird, erfolgt die entge­ gengesetzte Bewegung der Schiebemuffe 8, das heißt in Fig. 1 nach links, durch Beaufschlagung des Ölraums 11 im Druckzylinder 12 mit Drucköl über die Längsbohrung 1 und den Kanal 13; das Drucköl kann dem Schmiersystem der Brenn­ kraftmaschine entnommen werden. Der Kolben 15 bewegt sich und die Schiebemuffe 8 dann in Fig. 1 nach links, so daß zwischen Schiebemuffe 8 und Druckzylinder 12 an ihren einander zugekehrten Stirnseiten ein Spalt entsteht.

Im Teillastbetrieb ist es nun zweckmäßig, die drehfeste Verbindung zwischen desaktivierbarem Nocken 5 und Nockenwelle 2 aufzuheben, so daß die Frisch­ gaszufuhr zu dem betreffenden Zylinder nur über eines seiner beiden Einlaß­ ventile erfolgt. Die entsprechende Desaktivierung des Nockens 5 durch Aus­ rücken der Kupplung 7, 9 darf jedoch aus verschiedenen Gründen nur bei un­ belastetem Nocken 5 erfolgen, das heißt dann, wenn das durch ihn zu steuernde Ventil nicht auf dem Nocken 5 aufliegt. Um dies sicherzustellen, ist eine im wesentlichen den Schwenkhebel 16 enthaltene Sperrvorrichtung vorgesehen, die von dem Nocken 3 des zweiten Einlaßventils dieses Zylinders gesteuert wird. Wie auch aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Schwenkhebel 16 um eine parallel zur Achse 17 der Nockenwelle verlaufende Schwenkachse 18 zwischen den beiden Nocken 3 und 5 schwenkbar gelagert, und zwar ist das Achsenlager 19 Bestand­ teil des bereits erwähnten Nockenwellenlagers 6. Mit der schlepphebelartigen Auflage 20 liegt der Schwenkhebel 16 auf dem Nocken 3 auf, wenn dieser - und damit auch der desaktivierbare Nocken 5 - seine unbelastete Winkellage ein­ nimmt. Der Nocken 3 schwenkt demgemäß den Schwenkhebel 16 um die Schwenkachse 18 in Fig. 2 entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß der Schwenkhebel 16 seine Sperrnase 21 aus dem erwähnten Spalt zwischen den einander zugekehrten Stirn­ flächen von in der ersten Axiallage befindlicher Schiebemuffe 8 einerseits und Druckzylinder 12 andererseits heraushebt. Bei Abschaltung des Drucks in dem Ölraum 11 kann die Feder 10 demgemäß die Schiebemuffe 8 in Fig. 1 nach rechts in ihre dargestellte zweite Axiallage drücken, in der die Kupplung 7, 9 gelöst ist. Nunmehr stützt sich der Schwenkhebel 16 - stets unter der Wirkung der Blattfeder 22 (Fig. 2) - auf dem Mantel der Schiebemuffe 8 ab, so daß der drehfeste Nocken 3 während seiner weiteren Winkelbewegung vom Schwenkhebel 16 entlastet ist.

Eine erneute Verschiebebewegung der Schiebemuffe 8 in Fig. 1 nach links zur Aktivierung des Nockens 5 durch Einrasten der Kupplung 7, 9 wird durch den Schwenkhebel 16 nicht behindert. Er verhindert durch Hineinragen in den mehr­ fach erwähnten Spalt zwischen den Teilen 8 und 12 jedoch ein Zurückgehen der Schiebemuffe 8 in ihre in Fig. 1 dargestellte zweite Axiallage, sofern er nicht durch den drehfesten Nocken 3 angehoben wird, das heißt sofern nicht die Nocken 3 und 5 ihre entlasteten Winkellagen eingenommen haben.

Wie auch die Beschreibung des Ausführungsbeispiels zeigt, ist mit der Erfin­ dung eine Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ge­ schaffen, die hinsichtlich der Steuerung der Sperrvorrichtung gleichsam autark ist, das heißt keine Signale oder Energiezufuhr von außen benötigt, und die außerdem den Vorteil eines besonders geringen Platzbedarfs besitzt.

Claims (7)

1. Steuervorrichtung für die Ladungswechselventile einer Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle, die neben dauernd drehfest mit ihr verbundenen Nocken zumindest einen auf ihr drehbar gelagerten desaktivierbaren Nocken trägt, dem eine eine Schiebemuffe auf der Nockenwelle enthaltende Kupp­ lung zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen desaktivierbarem Nocken und Kurbelwelle in einer ersten Axiallage der Schiebemuffe und zur Aufhebung dieser Verbindung in einer zweiten Axiallage der Schiebemuffe zugeordnet ist, sowie mit einer die Aufhebung dieser Verbindung nur bei entlastetem desaktivierbaren Nocken zulassenden Sperrvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung einen von einem der dauernd dreh­ festen Nocken (3) derart betätigten Schwenkhebel (16) enthält, daß er die Schiebemuffe (8) nur bei belastetem desaktivierbaren Nocken (5) in ihrer ersten Axiallage arretiert.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine drehfest verbundene Nocken (3) zumindest ungefähr die gleiche Winkellage wie der desaktivierbare Nocken (5) hat und der um eine zur Nockenwellenach­ se (17) parallele ortsfeste Schwenkachse (18) schwenkbar gelagerte Schwenk­ hebel (16) mit einer Auflage (20) zumindest dann unter Federwirkung auf dem einen drehfest verbundenen Nocken (3) aufliegt, wenn sich dieser in seiner entlasteten Winkellage befindet, und daß der Schwenkhebel (16) mit einer Sperrnase (21) bei anderen Winkellagen des einen drehfesten Nockens (3) in arretierendem Eingriff mit der Schiebemuffe (8) steht.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr­ nase (21) die Schiebemuffe (8) zur Arretierung hintergreift.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperr­ nase (21) zur Arretierung in einen Spalt zwischen der Schiebemuffe (8) und einem axial festgelegten Bauteil (12) hineinragt.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (18) zwischen dem desaktivierbaren Nocken (5) und dem einen drehfest verbundenen Nocken (3) gelagert ist.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (19) der Schwenkachse (18) einteilig mit einem Nockenwellenlager (6) ist.

7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei in ihrer zweiten Axiallage befindlicher Schiebemuffe (8) sich der Schwenkhebel (16) mit seiner Sperrnase (21) auf der Schiebemuffe (8) abstützt.