DE3834715A1 - Verstellbarer ventiltrieb fuer ein hubventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen verstellbaren Ventil­ trieb für ein Hubventil nach den Merkmalen des Oberbe­ griffs des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Ventiltrieb ist aus der DE 32 13 565 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Ventiltrieb ist der Schwing­ hebel an seinem einen Ende auf einer Exzenterwelle ge­ lagert, während er an seinem anderen Ende einerseits einen Ventilschaft antreibt und andererseits über eine Steuer­ kurve an ihrer Oberfläche von einer Nockenwelle ange­ trieben wird. Bei einer Verstellung der Exzenterwelle wird der Schwinghebel in seiner Längsrichtung und damit die Steuerkurve relativ zur Nockenwelle verstellt, so daß sich für das Hubventil eine veränderte Hubkurve ergibt. Die Steuerkurve erfordert einen hohen Aufwand in der Her­ stellung, insbesondere bewirkt die Steuerkurve eine un­ gleichförmige Hubkurve, so daß auf den Schwinghebel und das Hubventil sowie auf die Gleitflächen hohe Be­ schleunigungskräfte einwirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb der eingangs genannten Art zu vereinfachen und so zu ge­ stalten, daß die auftretenden Beschleunigungen und damit Beschleunigungskräfte vergleichmäßigt und damit möglichst gering gehalten sind.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventiltrieb ist die Gleitbahn für die Nockenwelle wesentlich einfacher ausgebildet als die Steuerkurve bei dem bekannten Ventiltrieb. Die bei der Betätigung des Ventiltriebs durch die Nockenwelle auf die Ventiltriebglieder und ihre Lager und Abstützungen wirkenden Beschleunigungskräfte sind vergleichmäßigt und damit in ihren Maximalwerten nicht größer als bei einem nicht verstellbaren Ventiltrieb.

Bei dem Ventiltrieb des Patentanspruchs 2 ist die Ver­ stelleinrichtung besonders einfach ausgebildet, wobei die Verstellachse im Unendlichen liegt.

Eine andere Ausführung der Verstelleinrichtung ist im Patentanspruch 3 angegeben. Hierbei stützt die Kurbel­ welle die Lagerachse des Schwinghebels auch bei einem größeren Abstand zur Verstellachse ab, wobei diese Ver­ stellachse ohne gegenseitige Behinderung von Ventilschaft, Schwinghebel und Kurbelwelle das ventilschaftseitige Schwinghebelende queren kann.

Mit der Ausgestaltung des Ventiltriebs und dem Patent­ anspruch 4 bleibt bei einer genau definierten linien­ förmigen Anlage des Schwinghebels am Ventilschaft auch bei einer Verstellung der Lagerachse des Schwinghebels die Lage dieser Anlage unverändert und ist die Anlage des Grundkreises der Nockenwelle an der Gleitbahn des Schwinghebels jederzeit gewährleistet.

Durch die Ausbildung des Ventiltriebs nach dem Patentan­ spruch 5 ergibt sich eine insbesondere in der Bauhöhe kompakte Bauform des Ventiltriebs mit günstigen Hebel­ verhältnissen, die die zu übertragenden Kräfte auf gut beherrschbare Werte begrenzen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ventilantriebs und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Ventiltrieb der Fig. 1 in kleinerem Maßstab.

Eine Nockenwelle 1 mit einem Grundkreis 2 und einem Nocken 3 treibt über einen Schwinghebel 4 ein Hubventil, von dem nur der obere Ventilschaft 5 dargestellt ist, einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine an. Der Schwinghebel 4 ist an seinem einen Ende in einem Lager 6 mit der Lagerachse 7 gelagert, während er am anderen Ende mit einer Einstellschraube 8, die einen Teil des Schwing­ hebels 4 bildet, an der Stirnfläche 9 des Ventilschafts 5 anliegt. Die dem Ventilschaft 5 zugekehrte Fläche der Einstellschraube 8 ist als Kreisbahn 10 ausgebildet, deren Achse 11 etwa in der Mitte der Einstellschraube 8 liegt, so daß zwischen der Stirnfläche 9 und der Kreisbahn 10 Linienberührung entlang der Geraden 12 (in Fig. 1 senk­ recht zur Zeichenebene) besteht. Die Lagerachse 7 des Schwinghebels 4 ist entlang einer Bahn 13 verstellbar, die von der Kurbel 14 einer Kurbelwelle 15 eines Kurbeltriebs beschrieben wird, wenn sie um ihre Achse 16 geschwenkt wird, die im Ausführungsbeispiel identisch ist mit der Achse 11. Bei einer Verstellung der Lagerachse 7 bleibt somit die Lage der Geraden 12 auf der Stirnfläche 9 des Ventilschaftes 5 erhalten.

Der Schwinghebel 4 weist an seiner dem Ventilschaft 5 nahen Hälfte einen nach oben gerichteten Vorsprung 17 auf, dessen dem Ventilschaft 5 abgewandte Seite als zylinder­ förmige Gleitbahn 18 für den Grundkreis 2 und den Nocken 3 der Nockenwelle 1 ausgebildet ist. Die Achse der Gleit­ bahn 18 ist wiederum identisch mit der Achse 11, so daß bei entsprechender Nockenwellenstellung die Anlage der Gleitbahn 18 am Grundkreis bei jeder Lage der Lagerachse 7 gewährleistet ist. Die Gleitbahn 18 geht etwa von der Mitte des Schwinghebels 4 etwa senkrecht zu seiner Längs­ erstreckung aus. Liegt die Nockenwelle 1 im Fußbereich des Vorsprungs 17 an der Gleitbahn 18 an, wie in Fig. 1 in durchgezogenen Linien dargestellt, so schließen die von der Berührungsgeraden 12 zu der Lagerachse 7 und der Nockenwellenachse 19 zielenden Strahlen einen kleinen Winkel ein, so daß sich bei einer Betätigung des Schwing­ hebels 4 durch den Nocken 3 eine große Verschiebung der Geraden 12 (wie in Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie zwischen den Punkten 12 und 12′ dargestellt) und da­ mit ein maximaler Hub des Hubventils ergibt. Liegt dagegen die Nockenwelle 1 im vom Fuß des Vorsprungs 17 ent­ fernten Bereich an der Gleitbahn 18 an, wie in Fig. 1 in ge­ strichelten Linien dargestellt, so schließen die von der Berührungsgeraden 12 zu der nach 7′ verstellten Lagerachse 7 und der Nockenwellenachse 19 zielenden Strahlen einen größeren Winkel ein, so daß sich bei einer Betätigung des Schwinghebels 4 durch den Nocken 3 eine kleinere Ver­ schiebung der Geraden 12 (wie in Fig. 1 durch die ge­ strichelte Linie zwischen den Punkten 12 und 12 ′′ darge­ stellt) und damit ein kleinerer Hub des Hubventils ergibt. Selbstverständlich kann die Lagerachse 7 auch alle Zwischen­ stellungen auf der Bahn 13 einnehmen und damit können Hubkurven mit Hüben zwischen den angegebenen Maximal- und Minimalhüben verwirklicht werden.

Wie weiter in Fig. 1 zu erkennen ist, schließen die von der Nockenwellenachse 19 zu den Punkten 12′ und 12′′ zielenden Strahlen einen Winkel ein, es wird also der größte Hub ver­ schiedener Hubkurven bei unterschiedlichen Stellungen der Nockenwelle 1 erreicht, wodurch die Hubkurven eine asym­ metrische Form annehmen können, was insbesondere hinsichtlich der Beschleunigungskräfte unerwünscht sein kann. Um dieses zu vermeiden, kann die Achse 16 der Kurbelwelle 15 auf der dem Lager 6 des Schwinghebels abgewandten Seite des ventil­ seitigen Endes mit Abstand zu diesem angeordnet sein. Da­ durch läßt sich erreichen, daß die Anlage der höchsten Nockenerhebung an der Gleitbahn 18 bei allen möglichen Lagen der Lagerachse 7 immer bei gleicher Nockenwellung erfolgt. In diesem Fall muß, um immer eine gute Anlage des Grundkreises 2 an der Gleitbahn 18 zu gewährleisten, die kreisförmige Gleitbahn 18 durch eine kreisähnliche Gleitbahn ersetzt werden, deren Kontur sich auf rein geometrische Weise erzielen läßt.

Ähnliches gilt, wenn die Bahn 13 der Lagerachse 7 nicht auf einer Kreisbahn, sondern, durch beispielsweise einen Kolben oder eine Zahnstange angetrieben, auf einer Geraden liegt. Ein derartiger Antrieb kann raumsparender ausge­ führt werden, jedoch hat er den Nachteil einer aufwendigeren Form der Gleitbahn 18.

Claims (5)

1. Verstellbarer Ventiltrieb für ein Hubventil, insbesondere in einer Brennkraftmaschine, mit einem von einer Nockenwelle angetriebenen und den Ventilschaft des Hubventils antreibenden Schwinghebel, dessen Lager­ achse zur Veränderung der Hubkurve des Hubventils mittels einer Verstelleinrichtung um eine zur Nockenwelle parallele Verstellachse verstellbar ist, wobei die Nockenwelle mit Grundkreis und Nocken an einer als Kurve ausgebildeten Gleitbahn des Schwinghebels anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellachse (16) im Bereich des ventilschaft­ seitigen Endes des Schwinghebels (4) oder auf dessen der Lagerachse (7) abgewandten Seite etwa in der durch Lager­ achse (7) und ventilschaftseitigem Ende des Schwing­ hebels (4) gebildeten Ebene liegt und daß die Gleitbahn (18) eine zumindest angenäherte Kreisbahn ist, deren zur Nocken­ welle (1) parallele Achse (11) im Bereich des ventilschaft­ seitigen Endes des Schwinghebels (4) liegt.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung ein insbesondere hydraulisch oder elektrisch angetriebener Kolben ist, der die Lager­ achse (7) des Schwinghebels (4) etwa parallel zum Ventil­ schaft (5) geradlinig verstellt.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung ein Kurbeltrieb mit einer Kurbelwelle (15) ist, deren Kurbel (14) die Lagerachse (7) des Schwinghebels (4) und deren Wellenachse die Verstell­ achse (16) bilden.

4. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinghebel (4) mit einer Kreisbahn (10) an der Stirnfläche (9) des Ventilschafts (5) anliegt und daß die Achse der Gleitbahn (18) des Schwinghebels (4) und dessen Verstellachse (16) mit der Achse (11) der Kreis­ bahn (10) zusammenfallen.

5. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinghebel (4) einen seitlichen Vorsprung (17) aufweist, dessen dem Ventilschaft (5) abgewandte Seite die Gleitbahn (18) darstellt, die etwa mittig senkrecht auf die Verbindungsgerade zwischen der Lagerachse (7) und dem ventilschaftseitigen Ende des Schwinghebels (4) trifft.