DE3901966A1 - Ventilantrieb fuer ein hubventil mit mechanischem ventilspielausgleich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Ventilantriebe sind in mannig­ fachen Ausbildungen bekannt, siehe nur die DE-OS 31 50 962, F01L 1/18, oder die GB-PS 9 60 396. Sie besitzen grundsätzlich den Vorteil, daß infolge Vorhandenseins einer Rolle am Ort der Auflage des Nockens auf dem Übertragungshebel, also einem Schlepp- oder Kipp­ hebel, die Reibung und damit die von der Brennkraftmaschine an dieser Stelle aufzubringende Leistung sehr gering gehalten werden kann.

Zum Ausgleich des in Ventiltrieben unvermeidlichen Ventilspiels, beruhend auf Längenänderungen durch Temperatureinflüsse oder Ver­ schleiß, werden serienmäßig hydraulisch arbeitende Ventilspiel­ ausgleichselemente eingesetzt, bei denen sich aber hinsichtlich der Zuverlässigkeit die Abhängigkeit vom Ölkreislauf der Brennkraft­ maschine nachteilig bemerkbar machen kann.

Beispielsweise aus der DE-PS 26 54 528, F01L 1/20, ist zwar auch bereits eine mit einem Exzenter an einem Schlepphebel zur Auflage des freien Endes des Ventilschafts arbeitende mechanische Einrichtung zum Ventilspielausgleich bekannt, jedoch arbeitet diese nicht selbsttätig, sondern der Exzenter muß durch Lösen einer Mutter von einer Klemmarretierung zum Verstellen befreit werden.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 unter Wahrung seiner Vorteile so weiterzubilden, daß ein selbsttätiger Ventilspielaus­ gleich unter Vermeidung der Abhängigkeit von dem Ölkreislauf der mit dem Ventil ausgerüsteten Maschine erfolgt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeich­ nenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Bei der Erfindung werden in eleganter Weise also die im Betrieb des Ventilantriebs auftretenden Kräfte und Momente dazu ausgenutzt, über eine exzentrische Rollenlagerung stets für eine Anlage der Rolle an dem Nocken zu sorgen.

Während im Falle eines Kipphebels die vom Gabelhebel nach Wirksam­ werden eines seiner Anschläge ausgehenden Kräfte bzw. Momente über zusätzliche Übertragungsmittel an den Ort der Rolle übertragen werden müssen, bietet der Einsatz eines Rollenschlepphebels, wie auch Patentanspruch 7 zum Ausdruck bringt, insofern im Zusammenhang mit der Erfindung konstruktive Vorteile, als der Gabelhebel mit der Schwenkbuchse vereint werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel für den zuletzt angeführten Fall eines Ventilantriebs mit einem Rollenschlepphebel wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise in einem Mittelschnitt, und deren

Fig. 2 die in Fig. 1 bei II-II angedeutete Schnittansicht zeigen.

Zwischen dem freien Ende 1 des Schafts 2 des einen üblichen und daher im einzelnen nicht dargestellten Aufbau besitzenden Hubventils, hier eines Ladungswechselventils einer Brennkraftmaschine, einerseits und dem am Zylinderkopf derselben ortsfest angeordneten Schwenkla­ ger 3 andererseits erstreckt sich der Rollenschlepphebel 4, der also in der Zeichenebene schwenkbar ist und an seinem in der Figur rechten Ende zur Auflage auf dem freien Schaftende 1 eingerichtet ist. Im Bereich dieses Endes weist der Rollenschlepphebel 4 die in dieser Ansicht kreisförmig begrenzte Ausnehmung 5 auf, mit der er unter Zwischenlage der zylindrischen Schwenkbuchse 6 die Kreisscheibe 7 aufnimmt, die auf ihren beiden Stirnseiten in koaxi­ aler Anordnung die beiden Rollenzapfen 8 und 9 trägt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die beiden Rollenzapfen 8 und 9, die mit Rollen 10 und 11 zur reibungsarmen Auflage auf dem im Pfeilsinne rotierenden Nocken 12 bestückt sind, mit einer solchen Exzentrizität e bezüglich des Mittelpunkts der Kreisscheibe 7 angeordnet, daß die gemeinsame Achse 13 der Rollenzapfen 8 und 9 und damit der Rollen 10 und 11 gegenüber der Achse 14 der Kreisscheibe 7 in Richtung auf das Schwenklager 3 des Schlepphebels 4 versetzt ist.

Die Schwenkbuchse 6 umgreift die Kreisscheibe 7 mit Reibschluß und ist ihrerseits reibschlüssig in der Ausnehmung 5 gelagert.

Betrachtet man nun Fig. 2, so erkennt man, daß die beiden Rollen 10 und 11 das augenförmige, in Fig. 1 rechte Ende des Schlepphebels 4, die Schwenkbuchse 6 und auch das freie Schaftende 1 seitlich ein­ schließen, so daß die Rollen, wie an sich aus der genannten DE-OS 31 50 962 bekannt, zugleich eine Seitenführung zwischen dem eigent­ lichen Ventilantrieb einerseits und dem Ventilschaft andererseits darstellen.

Mit der Schwenkbuchse 6 durch einstückige Ausbildung fest verbunden ist der Gabelhebel 15, der mit seinen beiden Anschlägen 16 und 17, die sich in der Schwenkebene des Schlepphebels 4 gegenüberliegen, das freie Schaftende 1 mit begrenztem Spiel seitlich umgreift.

Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist folgende:
Während des Öffnungshubs des Ventils d. h. dann, wenn der Nocken 12 den Schlepphebel 4 mit seiner Achse 18 in Fig. 1 im Uhrzeigersinne zwecks Axialbewegung des Ventilschafts 2 in Fig. 1 nach unten schwenkt, sucht der Reibschluß an beiden Seiten der Schwenkbuchse 6 die Kreisscheibe 7 und damit die Rollenzapfen 8 und 9 mit den Rollen 10 und 11 mitzunehmen. Sobald aber nach einem gewissen Öffnungshub des Ventils der Anschlag 17 des Gabelhebels 15 zur Auflage auf dem in Fig. 1 rechten Umfangsbereich des freien Schaften­ des 1 gelangt, wird diese Mitnahmebewegung unterbrochen, so daß die Achse 13 der Rollenzapfen 8 und 9 sich in Fig. 1 in Betätigungs­ richtung des Ventils relativ zur Schlepphebelachse 18 verlagert. Diese Verlagerung erfolgt auf einem Kreisbogen um die Achse 14 der Kreisscheibe 7 und hat eine Verringerung des Ventilhubs zur Folge. Während des Schließhubs des Ventils, also Bewegung des Ventilschafts 2 in den Figuren in Richtung nach oben, ändert sich an der relativen Lage zwischen der beschriebenen Achse 13 einerseits und dem Schlepphebel 4 andererseits anfänglich nichts, da das geringe Spiel zwischen den Anschlägen 16 und 17 einerseits und dem freien Schaftende 1 andererseits zunächst die Mitnahme der Kreisscheibe 7 durch Reibung über die Schwenkbuchse 6 bei der Schwenkbewegung des Schlepphebels 4 nach oben zuläßt. Erst wenn dieses Spiel "aufgebraucht" ist, d. h. der Anschlag 16, wie in Fig. 1 dargestellt, zur Auflage auf dem freien Schaftende 1 gelangt, wird die Schwenkbuchse 6 relativ zum Schlepphebel 4 "festgehalten". Eine Hubverlängerung wird jedoch durch die Übertragungskräfte, also letztlich durch den Nocken, verhindert, bis bei geschlossenem Ventil als Folge der Hubverkürzung Spiel auftritt.

Nun ist aber die Drehrichtung des Nockens 12 bezüglich der Exzentri­ zität e so gewählt, daß der Nocken eine Drehrichtung der Rollen 10 und 11 zur Folge hat, die ihrerseits über die nie vollständig zu vermeidende Reibung zwischen den Rollen und den Rollenzapfen auf die Kreisscheibe 7 wirkende Momente zur Folge hat, die diese in Fig. 1 im Uhrzeigersinne zu drehen suchen. Dadurch werden die Rollen 8 und 9 in den Figuren nach oben zur Auflage an dem Nocken 12 verschwenkt. Bei Beginn des neuen Ventilbetätigungszyklus ist dadurch das Ventilspiel behoben, so daß eine spielfreie Übertragung der Nockenkräfte auf den Ventilschaft 2 sichergestellt ist.

Durch die Erfindung ist demgemäß ein Ventilantrieb für ein Hubven­ til mit einer relativ einfach und zuverlässig aufgebauten Einrichtung zum selbsttätigen Ventilspielausgleich geschaffen, die unabhängig vom Ölkreislauf der zugehörigen Maschine auf mechanischem Wege arbeitet.

Claims (7)

1. Ventilantrieb für ein Hubventil, insbesondere für ein Ladungs­ wechselventil einer Brennkraftmaschine, mit einem rotierenden Nocken und einem ortsfest schwenkbar gelagerten Übertragungshebel nach Art eines Schlepp- oder Kipphebels, der zumindest eine Rolle als reibungsarme Auflage für den Nocken aufweist und im Bereich eines seiner Enden zur Auflage auf dem freien Ende des Ventilschafts eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum selbsttätigen mechanischen Ventilspielausgleich die Rolle (10, 11) auf einem exzentrisch im Übertragungshebel (4) in dessen Schwenkebene schwenkbaren Rollenzapfen (8, 9) in Reibschluß mit dem Übertragungshebel (4) sowie in reibschlüssiger Verbindung mit einem Gabelhebel (15) gelagert ist, der mit zwei sich in der Schwenkebene des Übertragungshebels (4) gegen­ überstehenden Anschlägen (16, 17) das freie Schaftende (1) mit begrenztem Spiel umfaßt, wobei die Exzentrizität (e) des Rollenzapfens (8, 9) derart gewählt ist, daß während der Betäti­ gung des Ventils durch Anlage eines der Anschläge (17) des Gabelhebels (15) am Ventilschaft (2) der Rollenzapfen (8, 9) im Sinne einer Verkürzung des Ventilhubs über die reibschlüssige Verbindung verschwenkt wird, und daß ein Energiespeicher (10, 11) vorgesehen ist, der auf den Rollenzapfen (8, 9) ein im Sinne der Beseitigung des bei geschlossenem Ventil vorliegenden Spiels zwischen dem Nocken (12) und der Rolle (10, 11) gerichtetes Moment ausübt.

2. Ventilantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsrichtung des Nockens (12) in bezug auf die Exzentri­ zität (e) des Rollenzapfens (8, 9) derart gewählt ist, daß bei Spiel zwischen dem Nocken (12) und der rotierenden Rolle (10, 11) diese auf den Rollenzapfen (8, 9) ein diesen im Sinne einer Beseitigung dieses Spiels schwenkendes Moment ausübt.

3. Ventilantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher eine Feder ist.

4. Ventilantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die reibschlüssige Verbindung eine zylindrische Schwenkbuchse (6) enthält, die eine den Rollenzapfen (8, 9) mit der Exzentrizität (e) tragende Kreisscheibe (7) mit Reib­ schluß aufnimmt und in eine Ausnehmung (5) im Übertragungshebel (4) mit Reibschluß eingesetzt ist.

5. Ventilantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbuchse (6) starr mit dem Gabelhebel (15) verbunden ist.

6. Ventilantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kreisscheibe (7) auf entgegengesetzten Seiten in koaxialer Anordnung je einen Rollenzapfen (8, 9) trägt und beide mit gleiche Durchmesser besitzenden Rollen (10, 11) bestückt sind, die die Schwenkbuchse (6) und den Übertragungshebel (4) zwischen sich einschließen.

7. Ventilantrieb nach Anspruch 6 mit einem Rollenschlepphebel als Übertragungshebel, dadurch gekennzeichnet, daß die Rol­ len (10, 11) auch den Gabelhebel (15) und das freie Ende (1) des Ventilschafts (2) zwischen sich einschließen.