DE4032291A1 - Kipphebelanordnung fuer einen ventiltrieb mit variabler ventilbetaetigungszeit bei brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einer variablen Ven­ tilsteueranordnung für eine Brennkraftmaschine, und insbeson­ dere bezieht sich die Erfindung auf eine Kipphebelauslegungs­ form für eine derartige Anordnung.

In JP-A-63-45 521 ist eine übliche Anordnung angegeben, die in Fig. 14 gezeigt ist. Bei dieser Anordnung ist ein einziges Einlaßventil 101 mit einer Doppelnockenanordnung für den Nie­ driggeschwindigkeitsbetrieb/Hochgeschwindigkeitsbetrieb über einen Kipphebel 104 betriebsverbunden. Der Kipphebel 104 ist beim dargestellten Beispiel mit einer Schwenklagerung um das Mittelteil ausgelegt, und umfaßt einen Niedriggeschwindig­ keitsventilstößel (nicht gezeigt) und einen Hochgeschwindig­ keitsventilstößel 105. Der Hochgeschwindigkeitsventilstößel 105 bzw. die Hochgeschwindigkeitsnockennachlaufeinrichtung 105 ist auf dem Ende eines zylindrischen Teils vorgesehen, das hin- und hergehend beweglich in einer Bohrung angeordnet ist, welche am proximal liegenden einen Ende des Kipphebels ausgebildet ist. Eine Feder, die in der Bohrung angeordnet ist, belastet den Hochgeschwindigkeitsstößel 105 in Rich­ tung seines Eingriffszustandes mit der Hochgeschwindigkeits­ nocke 103 vor.

Ein drehbeweglicher Anschlag 106, der in der Bohrung angeord­ net ist, ist mit einer hydraulisch betriebenen Beaufschla­ gungseinrichtung 107 verbunden. In einer ersten Drehstellung des Anschlages 106 wird eine hin- und hergehende Bewegung des zylindrischen Teils in der Bohrung ermöglicht, während in ei­ ner zweiten Drehstellung diese hin- und hergehende Bewegung unterbunden wird.

Die Zufuhr des Hydraulikfluides zu der Beaufschlagungseinrich­ tung wird mit Hilfe eines Mikroprozessors 109 bestimmt und ge­ steuert, der ein Betätigungs- bzw. Steuerventil 110 steuert. Das Ventil 110 verbindet selektiv den Ausgang einer Pumpe 111 über einen Durchgang, der sowohl in der Kipphebelwelle, auf dem der Kipphebel schwenkbeweglich gelagert ist, als auch in dem Kipphebel selbst ausgebildet ist.

Wenn die Beaufschlagungseinrichtung 107 mit Hydraulikfluid von der Pumpe 111 versorgt wird, dreht ein Verbindungsglied 112 den Anschlag in eine Position, in der der Nockenstößel 105 in seiner Position arretiert ist, und hierdurch wird ermög­ licht, daß die Hochgeschwindigkeitsnocke 103 in Wirkverbindung mit dem Kipphebel treten kann.

Diese Auslegung hat jedoch den Nachteil, daß eine größere An­ zahl von sich bewegenden Teilen erforderlich ist, und daß die Anordnung eine relativ große Eigenmasse und ein hieraus resul­ tierendes großes Trägheitsmoment hat. Es ergeben sich daher ungünstigere Ventilstößelbetätigungseigenschaften. Zusätzlich ist die Anordnung aus Beaufschlagungseinrichtung-Verbindungs­ glied-Anschlag relativ umständlich und arbeitet langsam, und häufig ist die Zeit, die während des Hochgeschwindigkeitsbe­ triebs der Brennkraftmaschine für die Beaufschlagungseinrich­ tung 107 zur Verfügung steht, um den Anschlag 106 in eine Po­ sition zu drehen, in der eine Relativbewegung zwischen dem Kipphebel 104 und dem Ventilstößel 105 verhindert wird, häu­ fig nicht ausreichend, um den Anschlag in der geeigneten Po­ sition anzuordnen.

In JP-A-63-1 67 016 und JP-A-63-57 805 sind Kipphebelanordnungen angegeben, welche einen ersten Kipphebel, der mit einer Nie­ driggeschwindigkeitsnocke zusammenarbeitet, und einen zweiten Kipphebel umfaßt, der mit einer Hochgeschwindigkeitsnocke zu­ sammenarbeitet. Die beiden Kipphebel sind schwenkbeweglich an einer gemeinsamen Kipphebelwelle gelagert.

Eine hydraulisch betriebene Verbindungseinrichtung, welche er­ möglicht, daß die ersten und zweiten Kipphebel selektiv mit­ einander arretierbar sind, weist einen Satz von Kolbenbohrun­ gen auf, die in den Kipphebeln derart ausgebildet sind, daß sie parallel zu diesem und mit einem Abstand von der Achse der Welle verlaufen, um die die Kipphebel gemeinsam schwenkbar ge­ lagert sind. Wenn man das Ende oder die Enden der Kolben, die in den Bohrungen hin- und hergehend beweglich angeordnet sind, mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt, können die Kolben in axialer Richtung längs ihren Bohrungen bewegt werden, und sie können eine Stellung einnehmen, in der die beiden Kolben teil­ weise in eine benachbarte Bohrung eintreten und hierdurch die beiden Kipphebel miteinander blockiert werden.

Diese Auslegung hat jedoch den Nachteil, daß aufgrund der schwenkbeweglichen Lagerung der Kipphebel in einer Kipphebel­ welle geringe Abweichungen der Kipphebelabmessungen für Ver­ änderungen der Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile der Brennkraftmaschine führen, und daß die Kipphebel relativ groß sind und große Trägheitsmomente haben.

Zusätzlich hierzu müssen Sitze für Totgangfedern, die betriebs­ mäßig mit den Hochgeschwindigkeitskipphebeln verbunden sind, an dem Zylinderkopf vorgesehen sein. Hierdurch nimmt jedoch die Kompliziertheit der Ausgestaltung und Auslegung der obe­ ren Fläche des Zylinderkopfs zu.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Kipphebelanordnung be­ reitzustellen, die ein schnelles Ansprechen auf ein zugeführ­ tes Steuersignal gestattet, die kompakt ausgelegt ist, und bei der keine besonderen Federaufnahmesitze am Zylinderkopf vorgesehen zu werden brauchen.

Kurz gesagt gibt die Erfindung eine Anordnung an, bei der ein Kipphebel schwenkbeweglich an einer Kipphebelwelle gelagert ist. Eine erste Nockennachlaufeinrichtung, wie eine Rolle, ist an dem Kipphebel vorgesehen und derart angeordnet, daß sie mit einer Niedriggeschwindigkeitsnocke zusammenarbeitet. Eine zweite Nockennachlaufeinrichtung ist hin- und hergehend beweglich an dem Kipphebel angebracht und derart ausgelegt, daß sie mit einer Hochgeschwindigkeitsnocke zusammenarbeitet. Eine Arretiereinrichtung zum selektiven Arretieren der zwei­ ten Nockennachlaufeinrichtung an der jeweiligen Stelle weist drei Kolben auf, die hin- und hergehend beweglich in jeweils zugeordneten Bohrungen aufgenommen sind. Eine der Bohrungen ist in der zweiten Nockennachlaufeinrichtung ausgebildet, wäh­ rend die beiden anderen Bohrungen in dem Kipphebel ausgebil­ det sind. Wenn ein Ende einer der Kolben mit einem Hydraulik­ druck beaufschlagt wird, und die Hochgeschwindigkeits- und die Niedriggeschwindigkeits-Nockennachlaufeinrichtung in Ein­ griff mit den Grundkreisen der zugeordneten Hochgeschwindig­ keits- und Niedriggeschwindigkeitsnocken sind, werden die Kolben in axialer Richtung entgegen einer Rückholfeder derart verschoben, daß zwei derselben in eine benachbarte Bohrung vorstehen und ein wechselweises Ineinandergreifen ermöglichen.

Insbesondere wird gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungs­ form nach der Erfindung ein Ventiltrieb für eine Brennkraft­ maschine angegeben, die einen Zylinderkopf, ein Tellerventil das im zugeordneten Zylinderkopf vorgesehen ist, und eine Kipphebelwelle hat, die am Zylinderkopf gelagert ist, wobei die Auslegung sich durch folgendes auszeichnet: Einen Kipp­ hebel, wobei der erste Kipphebel schwenkbeweglich an der Kipp­ hebelwelle gelagert ist, dieser Kipphebel einen Abschnitt hat, der derart beschaffen und ausgelegt ist, daß er mit dem Tel­ lerventil zusammenarbeitet; eine erste Nockennachlaufeinrich­ tung, die an dem Kipphebel gelagert ist, wobei die erste Nocken­ nachlaufeinrichtung derart eingerichtet ist, daß sie mit ei­ ner ersten Nocke zusammenarbeitet, die an einer Nockenwelle vorgesehen ist; eine zweite Nockennachlaufeinrichtung, die an dem Kipphebel hin- und hergehend beweglich vorgesehen ist, wobei die zweite Nockennachlaufeinrichtung aufweist: Eine Fe­ dereinrichtung zum Vorbelasten der zweiten Nockennachlauf­ einrichtung in einen Berührungszustand mit einer zweiten Nocke, die auf der Nockenwelle vorgesehen ist; eine Einrichtung zur Bildung einer ersten Bohrung in der zweiten Nockennachlaufein­ richtung, in der ein erster Kolben hin- und hergehend beweg­ lich angeordnet ist; eine Einrichtung zur Bildung einer zwei­ ten Bohrung in dem Kipphebel, wobei die zweite Bohrung derart ausgelegt ist, daß sie mit der ersten Bohrung bei einer vor­ bestimmten Kipphebelarbeitsweise fluchtet; und eine hydrau­ lisch gesteuerte Einrichtung, welche bewirkt, daß der Kolben in axialer Richtung in der ersten Bohrung gleitbeweglich ver­ schoben wird und die ferner bewirkt, daß ein Teil des Kolbens in die zweite Bohrung ragt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung er­ geben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeich­ nung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Kipphebelanordnung ge­ mäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht längs der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht längs der Linie B-B in Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Schnittlinie C-C in Fig. 1,

Fig. 5 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 6 eine Schnittansicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung in einer Darstellung längs einer Schnittlinie, die der Schnittlinie C-C in Fig. 4 entspricht,

Fig. 7 eine Draufsicht zur Verdeutlichung einer drit­ ten bevorzugten Ausführungsform nach der Er­ findung,

Fig. 8 eine Schnittansicht längs der Linie E-E in Fig. 7,

Fig. 8A eine perspektivische Ansicht zur Verdeutli­ chung der Ausgestaltungsform der Nockennach­ laufeinrichtung, die bei der dritten bevorzug­ ten Ausführungsform eingesetzt wird,

Fig. 9 eine Draufsicht mit Teilschnittdarstellung zur Verdeutlichung einer vierten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 10 eine Draufsicht in Teilschnittdarstellung zur Verdeutlichung einer fünften bevorzugten Aus­ führungsform nach der Erfindung,

Fig. 11 eine Schnittansicht der fünften bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung längs der Schnittlinie D-D in Fig. 10,

Fig. 12 und 13 Draufsichten und Seitenansichten zur Verdeut­ lichung einer sechsten bevorzugten Ausführungs­ form nach der Erfindung, und

Fig. 14 eine übliche Auslegungsform, die in der Be­ schreibungseinleitung vorstehend angegeben ist.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste bevorzugte Ausführungs­ form nach der Erfindung. Diese bevorzugte Ausführungsform ist in Form eines Kipphebels 1 ausgelegt, welcher derart einge­ richtet ist, daß er synchron zwei Tellerventile 9 öffnet und schließt. Diese Ventile 9 können entweder Einlaß- oder Aus­ laßventile sein.

Der Kipphebel 1 ist derart ausgelegt, daß ein Ende desselben mit beiden Ventilen 9 zusammenarbeitet, während das andere Ende schwenkbeweglich am Zylinderkopf mit Hilfe einer Haupt­ kipphebelwelle 3 gelagert ist. Die Enden des Kipphebels, die mit den Ventilen 9 zusammenarbeiten, sind mit Stellschrauben 10 und selbsthemmenden Muttern 11 versehen. Eine Rolle 14 ist in einer Öffnung 49 angeordnet, die in dem Kipphebel 1 aus­ gebildet ist, und sie ist in derselben mit Hilfe einer Welle 13 und Nadellagern 12 drehbeweglich gelagert. Diese Rolle 14 ist derart ausgelegt, daß sie als eine Nachlaufeinrichtung wirkt, die mit einer Niedriggeschwindigkeitsnocke 21 (bei­ spielsweise einer Nocke, die für den Niedriggeschwindigkeits­ betrieb der Brennkraftmaschine gestaltet ist) zusammenarbei­ tet.

Die Welle 13, auf der die Rolle 14 gelagert ist, ist mittels eines Preßsitzes in die Bohrungen 47, 48 eingesetzt, die in dem Kipphebel 1 ausgebildet sind.

Eine zweite, im wesentlichen T-förmig ausgelegte, pilzähn­ liche Hochgeschwindigkeits-Nockennachlaufeinrichtung 2 ist direkt unterhalb der Nockenwelle 20 und angrenzend an die Rolle 14 (Niedriggeschwindigkeitsnockennachlaufeinrichtung) angeordnet. Diese Nockennachlaufeinrichtung umfaßt ein Nocken­ nachlaufteil 23, das eine gekrümmte obere Fläche 24 hat, wel­ che derart ausgelegt ist, daß sie mit einer Hochgeschwindig­ keitsnocke zusammenarbeitet, und sie umfaßt einen einteilig ausgelegten, zylindrischen, schaftähnlichen Abschnitt 25. Der zylindrische, schaftähnliche Abschnitt 25 ist in einer zy­ lindrischen Bohrung 16 hin- und hergehend beweglich aufgenom­ men, die in dem Kipphebel 1 ausgebildet ist. Bei diesem Bei­ spiel ist die Mittellinie "d" der Bohrung 16 so angeordnet, daß, wenn die Rolle 3 in Eingriff mit dem Grundkreis der Nie­ driggeschwindigkeitsnocke 21 (der Kipphebel beispielsweise nicht in Richtung zur Ausführung einer Schwenkbewegung beauf­ schlagt ist) in Eingriff ist, diese die Drehachse "e" der Nockenwelle 2 schneidet.

Der Kipphebel 1 ist mit einer Führungsfläche 17 versehen, wel­ che mit einem Rand des viereckförmig ausgestalteten Nocken­ nachlaufteils 23 zusammenarbeitet, und welche verhindert, daß dasselbe sich um die Achse des zylindrischen schaftähnlichen Abschnittes 25 dreht.

Eine Totgangfeder 15 ist zwischen einer Schulter 18 angeord­ net, die in der Nähe des oberen Endes der Bohrung 16 und der unteren Fläche des Nockennachlaufteils 23 vorgesehen ist. Wie gezeigt ist diese Feder in Form einer Schraubenkompressions­ feder ausgelegt, die um den schaftähnlichen Abschnitt 25 an­ geordnet und derart ausgelegt ist, daß der Nockennachlaufteil in seinen Eingriffszustand mit der Hochgeschwindigkeitsnocke 22 vorbelastet wird.

Das untere Ende des schaftähnlichen Abschnittes 25 hat einen Stift 19 (einen geteilten Stift oder dergleichen), welcher derart angeordnet ist, daß die Bewegung des schaftähnlichen Abschnittes 25 (wie dies nachstehend noch näher beschrieben wird), in Richtung der Nockenwelle 20 begrenzt wird, und der verhindert, daß der schaftähnliche Abschnitt aus der Bohrung 16 austritt.

Eine ineinandergreifende Einrichtung zum Festlegen der Nocken­ nachlaufanordnung 2 in einer Position und zum Verhindern, daß dieselbe sich in der Bohrung 16 hin- und hergehend bewegt, weist eine Radialbohrung 32 auf, die in dem schaftähnlichen Abschnitt 25 ausgebildet ist, und sie weist einen Tauchkolben 31 auf, der in der Bohrung 32 hin- und hergehend beweglich aufgenommen ist. Die Anordnung umfaßt ferner koaxial fluchten­ de Bohrungen 35, 36, die in dem Körper des Kipphebels 1 aus­ gebildet sind, und in denen Kolben 33, 34 hin- und hergehend beweglich angeordnet sind.

Das innenliegende Ende des Kolbens 33 liegt zu der Steuerkam­ mer 37 frei, während das innenliegende Ende des Kolbens 34 gegen eine Rückstellfeder 38 anliegt. Eine durchmesserkleine Bohrung 40 entlüftet die Federkammer, welche in der Bohrung 36 durch den Kolben 34 begrenzt wird.

Die Enden des Mittelkolbens 31 sind kuppelförmig ausgelegt, während die Kolben 33 und 34 flache Enden haben. Die Kolben 31, 33 und 34 sind derart dimensioniert, daß beim Fehlen ei­ nes Drucks in der Steuerkammer 37 in einer solchen Größe, daß die Vorbelastung der Rückstellfeder 38 überwunden wird, die Kolben Stellungen einnehmen, in denen der schaftähnliche Ab­ schnitt 25 sich in der Bohrung 16 frei hin- und hergehend be­ wegen kann.

Die Bohrungen 32, 35 und 36 sind derart ausgelegt, daß sie fluchten, wenn sowohl die Niedriggeschwindigkeits- als auch die Hochgeschwindigkeitsnockennachlaufeinrichtungen 14, 23 jeweils in Eingriff mit den Grundkreisen der Niedrig- und Hochgeschwindigkeitsnocken 21, 22 sind, wie dies in Fig. 3 ge­ zeigt ist.

Eine Durchgangseinrichtung 41, über die ein hydraulischer Steuerdruck an die Steuerkammer 37 angelegt wird, umfaßt ei­ nen Durchgang, der von der Steuerkammer 37 einer Bohrung 42 weg führt, in der die Kipphebelwelle 3 aufgenommen ist, einen Öl­ vorratsraum 44, der koaxial längs der Kipphebelwelle 3 verläuft, und eine Radialbohrung 46, die eine Fluidverbindung zwischen dem Ölvorratsraum 44 und dem Durchgang 43 herstellt.

Der Ölvorratsraum 44 stellt eine kommunizierende Verbindung mit einer nicht dargestellten Quelle für unter Druck stehen­ des Hydraulikfluid her. Diese Quelle weist ein Schaltventil (nicht gezeigt) auf, das in Fluidverbindung zwischen der Kam­ mer 37 und einer Ölpumpe angeordnet ist. Das Ventil wird mit Hilfe einer Steuereinheit gesteuert, die Dateneingänge er­ hält, welche die Brennkraftmaschinendrehzahl, die Kühlmittel­ temperatur, die Schmieröltemperatur, den Ladedruck, und die Brennkraftmaschinendrosselklappenstellung beispielsweise wie­ dergeben. Diese Steuereinheit bestimmt, wenn es erforderlich ist, eine Umschaltung zwischen dem großen und dem kleinen Nockenhub vorzunehmen.

Die Niedriggeschwindigkeits- und Hochgeschwindigkeitsnocken 21, 22 sind beide einteilig an einer Nockenwelle vorgesehen und haben Profile, welche derart ausgelegt sind, daß man die jeweils geeignete Hubgröße und die Steuergröße für den je­ weiligen Niedriggeschwindigkeits- bzw. Hochgeschwindigkeits­ betrieb der Brennkraftmaschine erhält. Die Hubgröße und/oder die Öffnungszeit des Ventiles in Verbindung mit der Hochge­ schwindigkeitsnocke 22 ist größer als jene, die man in Ver­ bindung mit der Niedriggeschwindigkeitsnocke erhält.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der vorstehend beschriebe­ nen bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist derart, daß während den Niedriggeschwin­ digkeitsbetriebsweisen des Brennkraftmaschinenbetriebs der Druck, der in der Steuerkammer 37 anliegt, entweder abgelei­ tet oder auf einen solchen Wert herabgesetzt wird, bei dem die Vorbelastung der Rückholfeder 38 nicht überwunden werden kann, so daß die Kolben die in Fig. 3 gezeigten Positionen einnehmen können. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Positionen, bei denen der schaftähnliche Abschnitt 25 frei in der Bohrung 16 entgegen der Federkraft der Totgangfeder 15 hin- und hergehend beweglich ist. Der schaftähnliche Abschnitt 25 ist derart ausgelegt, daß bis zum Zusammenarbeiten des Hub­ profils der Niedriggeschwindigkeitsnocke 21 mit der Rolle 14 die Achse derselben die Drehachse der Nockenwelle 20 schneidet. Unter diesen Umständen wird der schaftähnliche Abschnitt 25 nunmehr gleichmäßig in der Bohrung 16 gemäß einer Gleitbewe­ gung nach unten bewegt, wenn das Hochgeschwindigkeitsnocken­ hubprofil mit der gekrümmten oberen Fläche 24 des Nockennach­ laufteils 23 zusammenarbeitet. Der Zwischenraum zwischen der unteren Fläche des Nockennachlaufteils 23 und der oberen Flä­ che des Kipphebels 1 ist größer als die Differenz der maxima­ len Hubgrößen, die man durch die Hochgeschwindigkeits- und Niedriggeschwindigkeitsnocken 22, 21 erhält. Hierdurch wird ein direkter Kontakt zwischen der unteren Fläche des Nocken­ nachlaufteils 23 und der Oberseite des Kipphebels 1 während der Niedriggeschwindigkeitsbetriebsarten vermieden, und hier­ durch lassen sich durch den Ventiltrieb verursachte Geräusche reduzieren.

Wenn die Brennkraftmaschine in eine Hochgeschwindigkeitsbe­ triebsart beim Arbeiten und/oder in eine solche Betriebsart wechselt, bei der es erforderlich ist, daß die Ventile 9 durch die Hochgeschwindigkeitsnocke 22 zu beaufschlagen sind, wird ein Druck über den Ölvorratsraum und den Durchgang 43 zur Drucksteuerung über die Kammer 37 angelegt. Hierdurch wird eine Druckbelastung erzeugt, die, wenn die Nockennachlaufein­ richtungen 14 und 23 in Eingriff mit den Grundkreisen der Nie­ driggeschwindigkeits- und Hochgeschwindigkeitsnocken 21, 22 sind, die Vorbelastung der Rückholfeder überwindet, und die Kolben 35, 31 und 34 werden derart bewegt, daß die Kolben 33 und 31 sich axial bewegen und jeweils teilweise in die zuge­ ordneten Bohrungen 32 und 36 ragen.

Hierdurch wird natürlich der schaftähnliche Abschnitt 25 in der Bohrung festgelegt, und es wird verhindert, daß sich der­ selbe relativ zu dem Kipphebel 1 bewegen kann. Unter diesen Bedingungen wird der Kipphebel 1 unter der Einwirkung der Hoch­ geschwindigkeitsnocke 22 anstelle der Niedriggeschwindigkeits­ nocke 21 verschwenkt, und die Hubgröße und/oder die Ventil­ steuerzeiten der Ventile 9 werden durch das Profil der Hochge­ schwindigkeitsnocke 22 bestimmt.

Wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine auf eine Niedrigge­ schwindigkeitsbetriebsart zurückgeführt wird, wird der in der Steuerkammer 37 herrschende Druck herabgesetzt, und die Rück­ holfeder 38 kann die drei axial fluchtenden Kolben 33, 31 und 34 in die Positionen zurückdrücken, die in Fig. 3 gezeigt sind, wenn die Nockennachlaufeinrichtungen 14, 23 beide in Eingriff mit den Grundkreisen der Nocken 21, 22 sind. Unter diesen Bedingungen wird die Größe der Schwenkbewegung des Kipphebels durch das Zusammenarbeiten zwischen der Niedrig­ geschwindigkeitsnocke 21 und der Niedriggeschwindigkeitsnocken­ nachlaufeinrichtung (Rolle 14) bestimmt. In diesem Zusammen­ hang ist beispielsweise die Hochgeschwindigkeitsnockennach­ laufanordnung derart ausgelegt, daß sie lediglich eine hin­ und hergehende Bewegung in der Bohrung 16 ausführt.

Mit dieser Auslegung ist es möglich, daß man das Abtriebsdreh­ moment der Brennkraftmaschine mit hohen Werten sowohl während der Niedriggeschwindigkeitsbetriebsart als auch der Hochge­ schwindigkeitsbetriebsart der Brennkraftmaschine aufrechter­ halten kann.

Da die drei Kolben 31, 33 und 34 in Anlageberührung mitein­ ander bei ansteigendem Druck in der Steuerkammer auf einen Wert sind, bei dem die Vorbelastung der Rückholfeder 38 über­ wunden wird und die drei Bohrungen in fluchtgerechter Aus­ richtung zueinander kommen, können sich die Kolben schnell in die zugeordneten Arretierstellungen bewegen. Daher hat die vorstehend beschriebene Auslegung ein gutes Ansprechverhal­ ten, insbesondere im Vergleich gegenüber der üblichen Ausle­ gungsweise, die in der Beschreibungseinleitung der vorliegen­ den Anmeldung diskutiert ist.

Ferner ist die Kipphebelanordnung gemäß der ersten bevorzug­ ten Ausführungsform einfach und kompakt. Es wird nämlich der Zwischenraum zwischen Kipphebelwelle 3 und den Ventilen 9 ge­ nutzt, um die drei Kolben und die Steuerkammer 37 vorzusehen und die hin- und hergehend bewegliche Hochgeschwindigkeits­ nockennachlaufeinrichtung 2 sowie die Totgangfeder 15 anzu­ ordnen. Da die Hochgeschwindigkeitsnockennachlaufanordnung relativ kleinbemessen ist, kann man eine relativ schwache Totgangfeder 15 einsetzen, und hierdurch werden die Reibungs­ verluste herabgesetzt, die sich zwischen der Hochgeschwindig­ keitsnocke und dem Nockennachlaufteil 23 während des Betriebs der Brennkraftmaschine im Niedriggeschwindigkeitsbetrieb er­ geben.

Selbst wenn die Auslegung der Hochgeschwindigkeitsnockennach­ laufeinrichtung dem Kipphebel 1 in unnötiger Weise eine zu­ sätzliche Masse während den Betriebsarten der Brennkraftma­ schine im Niedriggeschwindigkeitsbetrieb verleiht, ist jedoch die Geschwindigkeit, mit der die Ventile 9 geöffnet und ge­ schlossen werden, relativ niedrig, so daß sich keine nachtei­ ligen Auswirkungen auf die Ventilbetätigungscharakteristika ergeben.

Ferner kann die Anordnung des Kipphebels nach der ersten be­ vorzugten Ausführungsform in einer Einheit vorgesehen sein, die sich dann an der Kipphebelwelle 3 anordnen läßt. Die Ge­ nauigkeit, mit der die Rolle 14 und das Nachlaufteil 23 auf den zugeordneten Kipphebeln angeordnet sind, läßt sich über­ prüfen und/oder einstellen, bevor die Einheit dann schließ­ lich am Zylinderkopf angebracht wird. Hierdurch läßt sich der Arbeitsaufwand reduzieren, der sonst erforderlich war, um gleichmäßige Hubcharakteristika bei der Ventilbetätigung von Zylinder zu Zylinder in zuverlässiger Weise einzustellen. Bei den vorstehend angegebenen zweiten und dritten üblichen Auslegungsformen können diese Einflußgrößen nicht geprüft werden, bis beide Kipphebel am Zylinderkopf angebracht sind. Die Tatsache, daß die Totgangfeder 25 keinen Sitz am Zylin­ derkopf an sich benötigt, vereinfacht zusätzlich die Ausle­ gung des Zylinderkopfs an sich, und hierdurch lassen sich die Montageschritte reduzieren.

Nachstehend wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert.

In den Fig. 5 und 6 ist eine zweite Ausführungsform der Er­ findung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform weist die Hochge­ schwindigkeitsnockennachlaufanordnung 2′ eine im Querschnitt viereckförmige Ausnehmung 51 auf, in der ein kolbenähnliches Teil 223 in Form eines viereckförmigen Blockes hin- und her­ gehend beweglich angeordnet ist. Die obere Fläche des block­ förmigen Teils 223 ist mit einer gekrümmten Nockennachlauf­ fläche 224 versehen. Der Grund der Ausnehmung 51 ist stufen­ förmig derart ausgebildet, daß das untere Ende einer Totgang­ feder 15′ aufgenommen werden kann. Das Teil 223 ist mit ei­ ner Bohrung versehen, in der ein Kolben 31 hin- und hergehend beweglich angeordnet ist. Die Enden dieses Kolbens sind eben und der Kolben ist derart dimensioniert, daß die Enden des­ selben bündig zu den Seitenwänden des Teils 223 sein können. Die Kolben 34′, 35′ sind hin- und hergehend beweglich in ko­ axial ausgerichteten Bohrungen angeordnet. Die außenliegen­ den Enden dieser Kolben sind ebenfalls eben.

Die Arbeitsweise dieser bevorzugten Ausführungsform stimmt mit jener der ersten bevorzugten Ausführungsform überein.

Nachstehend wird eine dritte bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert.

In den Fig. 7 und 8 ist eine dritte bevorzugte Ausführungs­ form nach der Erfindung gezeigt. Diese bevorzugte Ausführungs­ form ist in ihren Grundzügen ähnlich den beiden vorstehend beschriebenen und unterscheidet sich im wesentlichen durch die Lage der Totgangfeder 15 und die Fläche, die schließlich mit der Hochgeschwindigkeitsnocke zusammenarbeitet, wobei diese bezüglich einander versetzt angeordnet sind. Die Hoch­ geschwindigkeitsnockennachlaufeinrichtung ist auf die in Fig. 8A gezeigte Weise ausgelegt. Hierdurch ergibt sich eine Platzersparnis, und es lassen sich die Abmessungen des hin­ und hergehend beweglichen Teils reduzieren, an dem die Hoch­ geschwindigkeitsnockennachlauffläche ausgebildet ist.

Nachstehend wird eine vierte bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert.

In Fig. 9 ist eine vierte bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die Rolle 14 in der Mitte des Kipphebels angeordnet, und zwei Hochge­ schwindigkeitsnockennachlaufanordnungen 61, 62 sind in Boh­ rungen angeordnet, die jeweils auf einer Seite der Rolle lie­ gen. Bei dieser Ausführungsform haben die Nockennachlaufein­ richtungen Auslegungsformen, die im wesentlichen mit jenen übereinstimmen, die in Fig. 5 gezeigt sind. Die beiden Steu­ erkammern sind einzeln mit den Ölvorratsräumen oder den Lei­ tungen 65 und 66 in Verbindung, die in der Kipphebelwelle 3 ausgebildet sind. Bei dieser Auslegung können die beiden Hochgeschwindigkeitsnockennachlaufeinrichtungen einzeln an Ort und Stelle festgelegt und derart angeordnet werden, daß sie mit Hochgeschwindigkeitsnocken zusammenarbeiten, die un­ terschiedliche Profile haben. Beispielsweise ist es bei die­ sen bevorzugten Ausführungsformen möglich, die Auslegung für die Rolle 14 derart zu treffen, daß sie mit einer Nocke zusam­ menarbeitet, die ein Profil hat, welches einen kleinen Hub hat und die Ventile zeitlich gesteuert insbesondere für den Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine öffnet. Eine der Hochge­ schwindigkeits-Nockennachlaufeinrichtungen kann so beschaf­ fen sein, daß sie mit einer Nocke zusammenarbeiten, die ein Profil hat, das für den Hochbelastungsbetrieb bei niedriger Drehzahl der Brennkraftmaschine geeignet ist, während die zwei­ te Nachlaufeinrichtung derart ausgelegt ist, daß sie mit ei­ ner Nocke zusammenarbeitet, die derart profiliert ist, daß sie für den Hochgeschwindigkeits/Hochbelastungsbetrieb der Brennkraftmaschine geeignet ist.

Nachstehend wird eine fünfte bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine fünfte bevorzugte Ausführungs­ form nach der Erfindung. Diese Auslegung ist etwas ähnlich wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform und unterschei­ det sich von dieser dadurch, daß einer der Kolben (beispiels­ weise der Kolben 74) auch doppelt wie die Lagerrolle 14 vor­ gesehen ist. Die Bohrungen, in denen die Kolben angeordnet sind, sind derart ausgebildet, daß sie im wesentlichen paral­ lel zu der Kipphebelwelle sind. Eine Rückholfeder 79 ist an einem Ende des Kolbens/des Schafts 74 angeordnet, an dem die Rolle 14 mit Hilfe von Nadellagern gelagert ist. Ein Kolben 71 ist hin- und hergehend beweglich in einer Bohrung aufge­ nommen, die in der Welle ausgebildet ist, welche sich von dem viereckförmigen Kopfabschnitt 68 nach unten erstreckt, an dem die Nockennachlauffläche gebildet ist. Ein dritter Kol­ ben 73 ist in der dritten Bohrung aufgenommen. Ein Ende die­ ses Kolbens liegt zu einer Steuerkammer 78 frei.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerkammer 78 in einer Verlängerung 82 ausgebildet, die von einer Seite des Kipphebels 1 seitlich nach außen vorsteht. Ein Durchgang 83 stellt eine Fluidverbindung zwischen der Steuerkammer und einem Durchgang her, der in der Kipphebelwelle 3 ausgebildet ist. Da die Bewegung der drei Kolben nur auftritt, wenn beide Nockennachlaufeinrichtungen 14, 68 in Eingriff mit den Grund­ kreisen der Niedriggeschwindigkeits- und der Hochgeschwindig­ keitsnocken sind, ist die auf den Kolben/den Schaft 74 wir­ kende Belastung relativ gering, und es tritt ein geringer Reibungswiderstand bei der Axialbewegung desselben auf. Daher erhält man auch bei dieser bevorzugten Ausführungsform ein sehr gutes Ansprechverhalten auf die Druckbeaufschlagung in der Steuerkammer 78.

Die Rückholfeder 79 ist in einem schalenförmigen Teil 61 auf­ genommen, das auf einem Vorsprung mittels einer Gewindever­ bindung aufgenommen und dort festgelegt ist, der an der Sei­ te des Kipphebels 1 ausgebildet ist. Hierdurch wird ermög­ licht, daß die Kolben in die gewünschte Stelle eingesetzt werden kann und daß dann der Satz umfassend die Kappe und die Feder in die gewünschte Stelle gebracht werden können. Zu­ sätzlich zu einer Vereinfachung der Montage hat diese Ausle­ gung eine verminderte Anzahl von Teilen.

Nachstehend wird eine sechste bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert.

In den Fig. 12 und 13 ist eine sechste bevorzugte Ausführungs­ form nach der Erfindung gezeigt. Bei dieser Auslegung hat die Hochgeschwindigkeitsnockennachlaufanordnung 86 eine solche Anordnung, daß sie im Schatten der Nockenwelle 85 liegt, wäh­ rend die Rolle 14, die als Niedriggeschwindigkeitsnockennach­ laufeinrichtung wirkt, geringfügig hinter der Nockenwelle liegt und näher zu der Kipphebelwelle 3 liegt. Die Rolle 14 ist an einer Welle 93 gelagert, die mittels eines kraftschlüs­ sigen Sitzes in einer Bohrung angeordnet ist, die in dem Kipp­ hebel 1 ausgebildet ist. Die Hochgeschwindigkeitsnockennach­ laufanordnung hat eine viereckförmige, mit einem Kopf verse­ hene, pilzähnliche Gestalt, ähnlich wie bei der in den Fig. 10 und 11 gezeigten bevorzugten Ausführungsform.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die drei Kolben in Bohrungen 87, 88, 89 angeordnet, die im wesentlichen paral­ lel zu der Kipphebelwelle 3 sind. Die Rückholfeder ist bei diesem Beispiel in einer entlüfteten Ausnehmung untergebracht, die in einem kappenähnlichen Teil auf einer Seite des Kipp­ hebels 1 ausgebildet ist.

Hydraulische Spielnachstelleinrichtungen 95 sind an den vor­ deren Ecken des Kipphebels 1 vorgesehen und derart ausgelegt, daß sie mit den Oberteilen der Ventile 9 zusammenarbeiten. Ein Durchgang 96, der von der Bohrung ausgeht, in der die Kipphebelwelle aufgenommen ist, erstreckt sich in Richtung nach vorne zu der ersten Spielnachstelleinrichtung, und dann erstreckt er sich über den vorderen Rand des Kipphebels zu der zweiten entsprechenden Spielnachstelleinrichtung. Der Durchgang 96 ist derart ausgelegt, daß er unter der Kolben­ bohrung 89 durchgeht.

Ein zweiter Durchgang 90 geht von der Kipphebelwellenbohrung aus, unter dem Schaft 93 vorbei und dann zu der Vorderseite der Ausnehmung, in der die Rolle angeordnet ist, und geht dann zu der Steuerkammer, die am Ende der Kolbenbohrung 87 ge­ bildet wird. Obgleich die Auslegung der Durchgänge nicht nä­ her dargestellt ist, die in der Kipphebelwelle 3 vorgesehen sind, so ist die Auslegung dennoch derart getroffen, daß die Durchgänge 90 und 96 mit gesonderten Drücken beaufschlagbar sind.

Claims (11)

1. Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit einem Zy­ linderkopf, einem Tellerventil, das dem Zylinderkopf zugeord­ net ist, und mit einer Kipphebelwelle, die am Zylinderkopf gelagert ist, gekennzeichnet durch:
einen Kipphebel (1), wobei der Kipphebel (1) schwenk­ beweglich an der Kipphebelwelle (3) gelagert ist, und wobei der Kipphebel (1) einen Abschnitt hat, der so beschaffen ist, daß er mit dem Tellerventil (9) zusammenarbeitet,
eine erste Nockennachlaufeinrichtung (14), die am Kipphebel (1) gelagert ist, wobei die erste Nockennachlauf­ einrichtung (14) derart ausgelegt ist, daß sie mit einer er­ sten Nocke (21) zusammenarbeitet, die auf einer Nockenwelle vorgesehen ist,
eine zweite Nockennachlaufeinrichtung (2, 23), die hin­ und hergehend beweglich an dem Kipphebel (1) gelagert ist, wobei die zweite Nockennachlaufeinrichtung (2, 23) aufweist:
eine Federeinrichtung (15) zur Vorbelastung der zwei­ ten Nockennachlaufeinrichtung (2) derart, daß diese in Kon­ takt mit einer zweiten Nocke (22) ist, die auf der Nocken­ welle vorgesehen ist,
eine Einrichtung zur Bildung einer ersten Bohrung (32) in der zweiten Nockennachlaufeinrichtung (2), in welcher ein erster Kolben (31) hin- und hergehend beweglich angeord­ net ist,
eine Einrichtung zur Bildung einer zweiten Bohrung (35, 36) in dem Kipphebel (1), wobei die zweite Bohrung (35, 36) derart ausgelegt ist, daß sie mit der ersten Bohrung (32) bei einem vorbestimmten Arbeiten des Kipphebels (1) fluchtet und
eine hydraulisch gesteuerte Einrichtung (37, 44, 46), welche bewirkt, daß der Kolben (31) in Axialrichtung in der ersten Bohrung (32) verschoben wird und die bewirkt, daß ein Teil des Kolbens (31) in die zweite Bohrung (35, 36) ragt.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Nockennachlaufeinrichtung (2) einen Kopfab­ schnitt hat, der mit der zweiten Nocke (22) zusammenarbeitet, und einen Schaftabschnitt (25) hat, der hin- und hergehend beweglich in einer dritten Bohrung (16) aufgenommen ist, die in dem Kipphebel (1) ausgebildet ist, und daß die Federein­ richtung eine Totgangfeder (15) aufweist, die zwischen dem Kipphebel (1) und dem Kopfabschnitt angeordnet ist.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Bohrungen (32; 35, 36) derart aus­ gelegt sind, daß sie radial zum Kipphebel (1) verlaufen.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Bohrungen (32; 35, 36) derart aus­ gelegt sind, daß sie radial zum Kipphebel (1) verlaufen.

5. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (1) schwenkbeweglich an der Kipphebelwel­ le (3) in der Nähe eines Endes des Kipphebels (1) gelagert ist.

6. Ventiltrieb nach Anspruch 1, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine hydraulische Spielnachstelleinrichtung (95) vorgesehen ist, und daß die Spielnachstelleinrichtung (95) derart ausgelegt ist, daß sie mit einem Oberteil des Tellerventils (9) zusammenarbeitet.

7. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulisch gesteuerte Einrichtung aufweist:
einen zweiten Kolben (33), der in der zweiten Bohrung (35) hin- und hergehend beweglich angeordnet ist,
eine Rückholfeder (15), die in der zweiten Bohrung (32) angeordnet und derart ausgelegt ist, daß sie den zweiten Kolben (33) in Richtung auf den ersten Kolben (31) vorbela­ stet, und
eine Einrichtung zur Bildung einer dritten Bohrung (36) in dem Kipphebel (1), in der ein dritter Kolben (34) angeordnet ist, wobei die dritte Bohrung (36) koaxial zu der zweiten Bohrung (35) fluchtet, und wobei der dritte Kolben (34) eine Steuerkammer (37) in der dritten Bohrung (36) be­ grenzt, welcher unter Druck stehendes Hydraulikfluid selek­ tiv zuführbar ist.

8. Ventiltrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nockennachlaufeinrichtung eine Rolle (14) auf­ weist, und daß die Rolle (14) drehbeweglich an einem Abschnitt (25) des zweiten Kolbens (33) gelagert ist.

9. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Bohrungen (31, 33) fluchten, wenn die ersten und zweiten Nockennachlaufeinrichtungen (2, 14) in Eingriff mit den Grundkreisen der ersten und zweiten Nocken (21, 22) sind.

10. Ventiltrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten, zweiten und dritten Bohrungen (32, 35, 36) fluchten, wenn die ersten und zweiten Nockennachlaufeinrich­ tungen (2, 14) mit den Grundkreisen der ersten und zweiten Nocken (21, 22) zusammenarbeiten.

11. Ventiltrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten, zweiten und dritten Kolben (33, 31, 34) der­ art bemessen sind, daß, wenn der Druck in der Steuerkammer (37) eine Vorbelastung erzeugt, die niedriger als die Vorbe­ lastungskraft der Rückholfeder (15) ist, die ersten, zwei­ ten und dritten Kolben (33, 31, 34) in den ersten, zweiten und dritten Bohrungen (32, 35, 36) bleiben, und daß die zweite Nockennachlaufeinrichtung (2) sich bezüglich des Kipp­ hebels (1) hin- und hergehend bewegen kann.