DE3906725C1 - Device for twisting a lift valve of an internal combustion engine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdrehen eines Hubventiles einer Brennkraftmaschine, welches in Hubrichtung mittels einer sich bei der Hubbewegung verdrillenden Schraubenfeder vorgespannt ist.

Derartige Vorrichtungen sind in mannigfachen Ausfüh­ rungsformen bekanntgeworden, so beispielsweise aus der DE 33 05 421 A1. Diese bekannten Vorrichtungen weisen dabei im allgemeinen einen sog. Klemmkörper-Freilauf auf. Aktiviert wird dieser Freilauf dabei durch die Spannkraft der Ventil-Schraubenfeder, so daß der Kraft­ fluß mit den in ihrer Höhe nicht unbeträchtlichen Spannkräften vollständig über die bekannten Ventil- Drehvorrichtungen geleitet wird. Trotz der hiermit erforderlichen äußerst aufwendigen und massiven Bauweise können hierbei Verschleißerscheinungen sowie Festig­ keitsprobleme einen Funktionsausfall verursachen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Ventil- Drehvorrichtung mechanisch zu entlasten.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; vorteilhafte Aus- und Weiter­ bildungen beschreiben die Unteransprüche.

Vorgesehen ist ein sich am verdrillenden Ende der Schraubenfeder abstützender Dorn, welcher über einen Mitnehmer auf das Hubventil einwirkt. Dieser Dorn ist der üblichen Kraftfluß-Kette - üblicherweise gebildet durch die Schraubenfeder, einem Ventilfederteller, zwei den Teller drehbar am Ventilschaft fixierende Keile, sowie das Ventil selbst - parallelgeschaltet. Der Dorn übt somit lediglich seine das Hubventil in eine Drehbe­ wegung versetzende Funktion aus, indem er sich mit seinem freien Ende beispielsweise beim Verdrillen der Schraubenfeder an einem Absatz des Mitnehmers abstützt und diesen somit aufgrund der tangentialen Ausrichtung verdreht. Beim Entdrillen hingegen gleitet der Dorn aufgrund der tangentialen Ausrichtung über die einzelnen Absätze des Mitnehmers hinweg, ohne hierbei ein Wider­ lager zu finden. Somit wird wie gewünscht lediglich die Drill- bzw. Drehbewegung in einer Richtung übertragen. Entgegengesetzt zum oben beschriebenen Bewegungsablauf kann die Drehbewegung aber selbstverständlich auch beim Entdrillen der Schraubenfeder eingeleitet werden.

Ein separates Bauteil ist für die Funktion des Mitneh­ mers nicht erforderlich, wenn gemäß Anspruch 2 der Schaft des Hubventiles entsprechend ausgebildet, d. h. auf seinem Umfang in Höhe des Dornes mit Absätzen versehen ist. Diese Absätze sollten dabei der Konfi­ guration des Dornes angepaßt sein. So empfiehlt es sich beispielsweise im Falle eines kugelförmigen Dornendes, die Absätze muldenförmig zu gestalten, während bei streifenartigen Dornenden ein Sägezahnprofil oder beispielsweise eine aufgerollte Rändelung am Ventil­ schaft bzw. Mitnehmer möglich ist.

Es ist nicht erforderlich, den Dorn direkt am sich verdrillenden Ende der Schraubenfeder anzubinden. Insbesondere bei Anordnung mehrerer Dorne können diese in einer sich ihrerseits an der Schraubenfeder ab­ stützenden Aufnahme eingebunden sein. Hierbei empfiehlt es sich auch, gemäß Anspruch 3 in dieser Aufnahme Federelemente vorzusehen, welche auf die Dorne die erforderliche Spannkraft aufbringen. Im Sinne einer vorteilhaften Funktionsvereinigung kann ein ohnehin vorhandener Ventilfederteller als derartige Aufnahme ausgebildet sein.

Die Ansprüche 5 und 6 nennen weitere Möglichkeiten zur Gestaltung des Dornes. Eine derartige Formgebung nutzt vorteilhafterweise Materialelastizitäten zur Erzeugung der erforderlichen Vorspannung. Diese Ausbildung em­ pfiehlt sich insbesondere - jedoch nicht einschränkend - in Verbindung mit Anspruch 7. Hiernach kann diese Aufnahme inklusive des Dornes beispielsweise als ein­ faches Blechstanzteil ausgebildet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, ledig­ lich schematisch dargestellter, bevorzugter Ausführungs­ beispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ventil-Drehvorrichtung mit einem Hubventil im Schnitt,

Fig. 2 den Schnitt A-A aus Fig. 1 in geringfügiger Abwandlung,

Fig. 3 eine anders gestaltete Ventil-Drehvorrich­ tung,

Fig. 4 die Vorrichtung aus Fig. 3 im eingebauten Zustand,

Fig. 5 den Schnitt B-B aus Fig. 4,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform (Schnitt A-A aus Fig. 7), sowie

Fig. 7 den Schnitt B-B aus Fig. 6.

Ein Hubventil 1 ist in einer in einem Zylinderkopf 2 einer nicht näher gezeigten Brennkraftmaschine einge­ setzten Ventilführung 3 geführt. In an sich bekannter Weise wird das Hubventil 1 von einem Kipphebel 4 gemäß Pfeilrichtung (Hubrichtung) 5 bewegt. In Hubrichtung 5 ist das Hubventil 1 mittels einer Schraubenfeder 6 vorgespannt. Diese stützt sich einerseits am Zylinder­ kopf 2 ab, mit ihrem anderen Ende 7 liegt sie an einem Federteller 8 an, welcher in bekannter Weise mittels zweier Ventilkeile 9 mit dem Hubventil 1 verbunden ist.

Es ist erwünscht, das Hubventil bei jedem Hub gering­ fügig um seine Längsachse 10 zu verdrehen. Zur Einlei­ tung dieser Drehbewegung wird die sich bei der Hubbe­ wegung einstellende Verdrillbewegung der Schraubenfeder 6 herangezogen. Hierzu muß eine Bewegungsübertragung erfolgen, welche jedoch beim Rückhub und somit beim Entdrillen der Schraubenfeder nicht gegeben sein darf. Hierzu ist in der Bewegungsübertragung ein Freilauf vorgesehen. Beim Rückhub kann es sich dabei entsprechend der Wicklungsrichtung der Schraubenfeder um den Ventil­ schließ- oder den Ventilöffnungshub handeln.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1, 2 ist der Federteller 8 mit mehreren, nach außen hin durch ein Schließblech 11 abgeschlossenen Führungsbohrungen 12 versehen, welche tangential zum Ventilschaft 13 des Hubventiles 1 hin gerichtet sind. In jeder Führungs­ bohrung 12 befindet sich ein sich am Schließblech 11 abstützendes Federelement 14. An dessen freies Ende schließt sich ein sog. Dorn 15 an, der seinerseits am Ventilschaft 13 anliegt. In Fig. 1 ist der Dorn kugel­ förmig, in Fig. 2 bolzenförmig ausgebildet. Der Ventil­ schaft 13 ist in Höhe des Dornes 15 auf seinem Umfang mit mehreren Absätzen 16 versehen, welche in ihrer Formgebung der jeweiligen Konfiguration des Dornes 15 angepaßt sind.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 bis 5 sind die Dorne 15 aus einem eine sog. Aufnahme 17 bildenden Formteil herausgearbeitet. Wie Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 5 zeigt, handelt es sich bei diesem Formteil um ein Blechstanzteil, von welchem vier Laschen U-förmig umgebogen sind. Hierbei bilden die freien Schenkel die Dorne 15. Wie Fig. 4 zeigt, ist dieses Formteil (Auf­ nahme 17) zwischen der Schraubenfeder 6 sowie dem Federteller 8 eingespannt, wobei abermals die Dorne 15 tangential unter Vorspannung am Ventilschaft 13 anlie­ gen. Auch dieser ist wieder in Höhe der Dorne 15 mit sägezahnförmigen Absätzen 16 versehen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 6 und 7. Zum einen ist hierbei auf dem Ventilschaft 13 ein separater, mit diesem drehfest verbundener Mitnehmer 13′ vorgesehen, in dessen Außenkontur die Absätze 16 ein­ gerollt sind. Zum anderen sind hierbei zwei Dorne 15 vorhanden, welche durch ein mit seinen beiden Enden in Führungsbohrungen 12 der Aufnahme 17 bzw. des Ventil- Federtellers 8 hineinragenden Drahtstückes 19 gebildet werden. Wie ersichtlich ist dabei das Drahtstück 19 zur Fixierung um die Aufnahme 17 gewickelt.

Die Wirkungsweise der gezeigten Ventil-Drehvorrichtungen ist wie folgt: Beim Öffnungshub des Hubventiles 1 (Pfeilrichtung 5′) verdrillt sich die Schraubenfeder 6 gemäß Pfeilrichtung 18. Diese Verdrillbewegung wird über den Federteller 8 (erstes Ausführungsbeispiel) bzw. die Aufnahme 17 (zweites Ausführungsbeispiel) auf das Hubventil 1 übertragen, da sich hierbei stets die Dorne 15 an den entsprechenden Absätzen 16 abstützen. Somit wird das Hubventil ebenfalls gemäß Pfeilrichtung 18 um seine Längsachse 10 verdreht. Beim Schließen des Hub­ ventiles entgegen Pfeilrichtung 5′ entdrillt sich die Schraubenfeder 6 und nimmt hierbei abermals den Feder­ teller 8 bzw. die Aufnahme 17 mit. In dieser nunmehr gegen Pfeilrichtung 18 gerichteten Bewegung wirkt jedoch der durch die Dorne 15 sowie die Absätze 16 gebildete Freilauf, so daß keine Bewegungsübertragung auf das Hubventil 1 erfolgt.

Die gezeigten Ventil-Drehvorrichtungen zeichnen sich im wesentlichen dadurch aus, daß sie dem Kraftfluß von der Schraubenfeder 6 über den Federteller 8 sowie die Ventilkeile 9 zum Hubventil 1 parallelgeschaltet sind. Die auftretende mechanische Belastung ist somit äußerst gering, so daß eine sehr einfache, leichte, kostengün­ stige Bauweise gewählt werden kann. Dennoch ist eine sichere Funktion aufgrund der geringen Belastung über die gesamte Lebensdauer gewährleistet.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Verdrehen eines Hubventiles (1) einer Brennkraftmaschine, welches in Hubrichtung (5) mittels einer sich bei der Hubbewegung ver­ drillenden Schraubenfeder (6) vorgespannt ist, gekennzeichnet durch zumindest einen sich am verdrillenden Ende (7) der Schraubenfeder (6) abstützenden Dorn (15), dessen freies Ende tangen­ tial und unter Vorspannung an einem zylindrischen, mit dem Hubventil (1) verbundenen Mitnehmer (13′) anliegt, welcher auf seinem Umfang mit mehreren Absätzen (16) zur Aufnahme des freien Dornendes versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (13) des Hubventiles als Mitnehmer ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dorn (15) federbelastet in einer sich am verdrillenden Ende (7) der Schraubenfeder (6) abstützenden Aufnahme (17) geführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein bezüglich des Hubventiles (1) drehbarer Ventil-Federteller (8) als Aufnahme (17) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dorne (15) durch die beiden Enden eines in zwei Führungsbohrungen (12) der Aufnahme (17) hineinragenden Drahtstückes (19) gebildet werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (15) U-förmig ausgebildet ist und mit seinem freien Schenkel federnd am Mitnehmer anliegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (17) als ein zwischen der Schraubenfeder (6) und einem Ventil-Federteller (8) eingespanntes Formteil ausgebildet ist, aus welchem der mindestens eine Dorn (15) herausgearbeitet ist.