DE4039075C2 - Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig betätigbare Hubventile - Google Patents

Description

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

Betrachtet man den bevorzugten Einsatzfall der. Erfindung, näm­ lich als Betätigung von Ladungswechselventilen einer ein Kraft­ fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine, so sind in der letz­ ten Zeit in zunehmendem Mäße zwecks Verbesserung des Ladungs­ wechsels Maschinen eingesetzt worden, die zumindest zwei Ein­ laß- und/oder Auslaßventile für den Ladungswechsel je Brennraum besitzen. Dadurch wird gegenüber der Verwendung von nur jeweils einem Ventil eine Vergrößerung des Strömungsquerschnitts für den Ladungswechsel beigegebenem, zur Verfügung stehenden Brennraumquerschnitt erzielt.

Aus der DE 40 37 526 A1 ist ein gattungsgemäßer Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig betätigbare Hubventile bekannt, mit einem diesen Ventilen gemeinsamen, der Übertragung von Öffnungskräften auf diese dienenden, mit einer Lauffläche für ein Betätigungsglied versehenen Ventilstößel mit zumindest einer sich an einem ventilfesten Federteller abstützenden Ventilschließfeder und mit den Ventilen individuell zugeordneten, über Kanäle im Ventilstößel mit einem Druckmittel versorgten hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtungen, die zumindest teilweise vom Ventilstößel aufgenommen sind, wobei der Ventilstößel nach Art eines nur außenseitig geführten Tassenstößels ausgebildet ist und eine zentrale Druckmittelkammer aufweist, die in direkter Strömungsverbindung mit den Ventilspielausgleichseinrichtungen steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventiltrieb zu schaffen, der in platzsparender Weise einerseits eine sichere Führung des zumindest zwei Ventilen gemeinsamen Ventilstößels sicherstellt und andererseits in einfacher Weise alle im Bereich des Stößels auftretenden Probleme hinsichtlich Druck- und Schmiermittelversorgung löst.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, vorteilhafte Ausbildun­ gen der Erfindung beschreiben die weiteren Ansprüche.

Durch Verwendung eines tassenstößelartigen Ventilstößels er­ gibt sich eine große Führungsfläche für den Stößel, wobei der zwischen den Ventilen liegende, im wesentlichen durch den Ab­ stand zwischen diesen gegebene zentrale Bereich des Tassenstö­ ßels praktisch ohne zusätzlichen Platzaufwand zur Unterbringung der zentralen Druckmsttelkammer genutzt wird; von dieser gehen Kanäle bzw. Bohrungen zu den verschiedenen, mit Druck- oder Schmiermittel zu versorgenden Teilen bzw. Flächen ab.

Der nebengeordnete Anspruch 3 sieht eine weitere Vergrößerung der Führungsfläche vor, die unabhängig von der Ausbildung der zentralen Druckmittelkammer gemäß Anspruch 1 immer dann mit Vorteil Einsatz finden kann, wenn eine Vergrößerung der Füh­ rungsfläche in axialer Richtung wünschenswert ist. Damit die Ausbildung der hochgezogenen Seitenführungen und die Dimensio­ nierung des Nockens insbesondere in Richtung seiner Achse im Bereich der Nockenwelle einander nicht beeinflussenr, ist es zweckmäßig, gemäß Anspruch 3 die Nockenbreite im Bereich der Nockenspitze oder des Nockenscheitels zu verringern, so daß die Gefahr einer Berührung zwischen Nockenspitze und hochgezogener Seitenführung vermieden ist.

Bezüglich der Merkmale des Anspruchs 4 ist darauf hinzuweisen, daß ein entsprechendes Langloch bereits im Rahmen der Druckmit­ telversorgung für ein hydraulisches Spiegelausgleichselement aus der DE 38 00 945 C1 bekannt ist. Dort finden sich in einem das Spielausgleichselement aufnehmenden Bereich des Maschinengehau­ ses sowohl auf der Zufuhr- als auch auf der Abfuhrseite ent­ sprechende Langlöcher, sodaß mehrere Spielausgleichselemente gleichsam in Reihe liegend von einer Druckmittelquelle her dau­ ernd mit Druckmittel versorgt werden können.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 eine Draufsicht und deren Fig. 2 einen Längsschnitt einer ersten Ausführung wiedergibt, während Fig. 3 einen Längsschnitt und Fig. 4 den Querschnitt IV-IV einer zweiten Ausführung zeigen.

In dem ersten Ausführungsfall liegt eine Kraftfahrzeug-Brenn­ kraftmaschine mit zwei synchron zu betätigenden Ein- oder Aus­ laßventilen 1 und 2 vor, deren Ventilschäfte 3 und 4 in übli­ cher Weise in einem Zylinderkopf axial geführt sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind beiden Ventilen 1 und 2 individuelle Ventilschließfedern 5 und 6 zugeordnet, die sich in bekannter Weise an Ventfedertellern 7 und 8 axial abstützen. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, eine beiden Ventilen 1 und 2 gemeinsame, sie demgemäß gemeinsam umschlingende Ventilfeder vor­ zusehen, die sich an einem beiden Ventilen gemeinsamen Ventilfeder teller abstützt, wie dies aus der DE 33 44 324 A1 bekannt ist.

Zur Erzielung synchroner Öffnungsbewegungen der Ventile 1 und 2 dient der einzige Nocken 9, der in üblicher Weise auf der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Nockenwelle 10 sitzt, die ihrerseits senkrecht zum Abstand zwischen den beiden Ventilen 1 und 2 verläuft. Seine Hubbewegungen werden auf die freien Enden der Ventilschäfte 3 und 4 durch den Tassenstößel 11 übertragen, dessen äußere Mantelfläche 12 zusammen mit einer entsprechenden Ausnehmung im Zylinderkopf die Führung des Tassenstößels 11 in Richtung der Ventilbewegung bildet. Diese Führungsfläche 12 ist dadurch relativ lang gehalten, daß der Tassenstößel über den Bewegungsbereich des Nockens 9 hochgezogene Seitenführungen 13 und 14 besitzt. Damit durch diese die Dimensionierung des Nockens 9 im Bereich seines Übergangs in die Nockenwelle 10 nicht beeinflußt wird, ist die Nockenspitze, wie bei 15 und 16 angedeutet, schmaler gehalten als der übrige Nockenbereich.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der axiale Abstand zwischen den Ventilen 1 und 2, der aus anderen Gründen vorgegeben ist, aus­ genutzt zur Unterbringung der zentralen Druckmittelkammer 17, die in ihrem mittleren Bereich über das Langloch 18 in der Man­ telwand 19 des Tassenstößels 11 bei allen im Betrieb auftreten­ den Lagen des Tassenstößels in Strömungsverbindung mit dem Ver­ sorgungskanal 20 im Zylinderkopf steht. Die zentrale Druckmit­ telkammer 17 ist durch in diesem Ausführungsbeispiel zwei senk­ recht zur Zeichenebene der Fig. 2 verlaufende Stützwände 21 und 22, die in ihrem bodennahen Bereich mit Öffnungen 23 und 24 zum Flüssigkeitsdurchtritt in die äußeren Teilkammern 25 und 26 versehen sind, in drei Kammern unterteilt, wobei diese Stütz­ wände 21 und 22 nicht nur der mechanischen Festigkeit, sondern auch der Bildung eines Labyrinths zur Luftabscheidung dienen.

Während der zentrale Bereich der Druckmittelkammer 17 und damit die Druckmittelzufuhr 18, 20 in direkter Strömungsverbindung mit der Schmiermittelöffnung 27 zu der durch eine eingelegte Hartmetallplatte 28 gebildeten Lauffläche 29 für den Nocken 9 stehen, gehen Kanäle 30 und 31 zu den Ventilen 1 und 2 individu­ ell zugeordneten, einen an sich bekannten und daher nicht dar­ gestellten Aufbau besitzenden hydraulischen Ventilspielaus­ gleichsvorrichtungen 32 und 31 von den äußeren Teilkammern 25 und 26 ab. Der Kanal 31 setzt sich über den Ringraum 34 fort in den den Mantel 19 des Tassenstößels 11 durchsetzenden Kanal 35, der der Schmierölversorgung der Führungsfläche 12 dient.

Auf diese Weise ist ohne zusätzlichen Platzbedarf insbesondere in Querrichtung sowohl eine Gute Führung des Tassenstößels als auch die Sicherstellung der Versorgung aller Flächen und Berei­ che desselben mit Druckmittel bzw. Schmieröl gewährleistet.

In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel besteht der Tassenstö­ ßel (nach Entfernen der Ausgleichsvorrichtungen 32 und 33) aus drei Teilen, nämlich dem Hauptteil 36, das die Oberwand 40, den Mantel 19 nebst Seitenführungen 13 und 14 und hülsenartigen Aufnahmen 37 und 38 für die Ausgleichsvorrichtungen 32 und 33 umfaßt, der Hartmetallplatte 28 und dem Deckel 39 zum unteren Abschluß der zentralen Druckmittelkammer 17. Der Hauptteil 36 ist als Sinterteil ausgebildet.

Es ist jedoch auch möglich, den gesamten Tassenstößel aus einer größeren Zahl von Einzelteilen materialschlüssig, z. B. durch Löten, zusammenzusetzen, indem auch die Aufnahmehülsen 37 und 38 als individuelle Teile hergestellt werden.

In dem Beispiel nach den Fig. 3 und 4 ist der Tassenstößel 51 einstückig durch Sintern hergestellt. Zur Material- und Ge­ wichtsersparnis ist der Deckel 39 (Fig. 2) also eingespart. Zwischen den Hülsen 41 und 42 zur Aufnahme der hydraulischen Ausgleichsvorrichtungen, von denen nur die mit 43 bezeichnete dargestellt ist, erkennt man die kreuzweise verlaufenden Rippen 44 und 45, die teils die kanalförmige zentrale Druckmittelkam­ mer 46, die mit der Druckmittelzufuhr 47 in Verbindung steht, teils den Verbindungskanal 48 aufnehmen. Dieser setzt sich in den weiteren Rippen 49 und 50 bis zum Umfang des Tassenstößels als Entlüftungskanal fort und mündet in den Führungsspalt für diesen ein.

Die Druckmittelkammer 46 kann im mittleren Bereich einen runden Querschnitt besitzen und lediglich oval auslaufen, damit in al­ len Stellungen des Tassenstößels 51 eine Druckmittelzufuhr si­ chergestellt ist.

Mit der Erfindung ist demgemäß ein gattungsgemäßer Ventiltrieb geschaffen, der praktisch ohne zusätzlichen Platzbedarf die Vorteile der Kraftübertragung durch einen Tassenstößel bietet und die Druckmittel- bzw. Schmierölversorgung im gesamten Rah­ men des Tassenstößels auf einfache Weise sicherstellt.

Claims (12)

1. Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig betätigbare Hubventile (1, 2), insbesondere Ladungswechselventile einer Brennkraftmaschine, mit einem diesen Ventilen (1, 2) gemeinsamen, der Übertragung von Öffnungskräften auf diese dienenden, mit einer Lauffläche (28, 29) für ein Betätigungsglied (9) versehenen Ventilstößel (11) mit zumindest einer sich an einem ventilfesten Federteller (7, 8) abstützenden Ventilschließfeder (5, 6) und mit den Ventilen (1, 2) individuell zugeordneten, über Kanäle (18, 23, 24, 30, 31) im Ventilstößel (11) mit einem Druckmittel versorgten hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtungen (32, 33), die zumindest teilweise vom Ventilstößel (11) aufgenommen sind, wobei der Ventilstößel (11) nach Art eines nur außenseitig geführten Tassenstößels (11) ausgebildet ist und eine zentrale Druckmittelkammer (17) aufweist, die in direkter Strömungsverbindung (23, 30; 24, 31) mit den Ventilspielausgleichseinrichtungen (32, 33) steht, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen im Betrieb auftretenden Lagen des Tassenstößels (11) die zentrale Druckmittelkammer (17) in direkter Strömungsverbindung (27) mit der Lauffläche (28, 29) des Ventilstößels (11) steht und eine außenseitige Führungsfläche (12) des Ventilstößels (11) in direkter Strömungsverbindung (35) mit den Ventilspielausgleichseinrichtungen (32, 33) steht.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Führungsfläche (12) zumindest ein die äußere Stößelwand durchsetzender Kanal (35) einmündet, der von einem der der Versorgung der Ventilspielausgleichseinrichtungen (32; 33) dienenden, eine Außenwand der Druckmittelkammer (17) durchsetzenden Kanäle (30, 31) gespeist wird.

3. Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig betätigbare Hubventile (1, 2), insbesondere Ladungswechselventile einer Brennkraftmaschine, mit einem diesen Ventilen (1, 2) gemeinsamen, der Übertragung von Öffnungskräften auf diese dienenden, mit einer Lauffläche (28, 29) für ein Betätigungsglied (9) versehenen Ventilstößel (11), und mit zumindest einer sich an einem ventilfesten Federteller (7, 8) abstützenden Ventilschließfeder (5, 6), wobei der Ventilstößel (11) Seitenführungen (13, 14) aufweist und als Betätigungsglied (9) ein Nocken einer Nockenwelle dient, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenführungen (13, 14) in Grundkreisstellung des Nockens (9) bis zu oder nahezu bis zu der Nockenwellenachse hochgezogen sind, und daß die Nockenbreite im Bereich der Nockenspitze schmaler gehalten ist (15, 16) als der übrige Nockenbereich.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zulauf für die in dem Ventilstößel (11) ausgebildete Druckmittelkammer (17) an der Führungsfläche (12) ein in Bewegungsrichtung des Ventilstößels (11) verlaufendes Langloch (18) zur Druckmittelversorgung bei allen Lagen des Ventilstößels (11) enthält.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (11) in Draufsicht länglich, insbesondere oval, ausgeführt ist.

6. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (29) durch eine Hartmetallplatte (28) gebildet ist.

7. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (11) aus einem gesinterten Hauptteil (36) und einem Deckel (39) für die Druckmittelkammer (17) zusammengesetzt ist.

8. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (11) aus mehreren Teilen, darunter einem Mantel (19), Hülsen (37, 38) zur Aufnahme der Ventilspielausgleichsvorrichtungen (32, 33) und einem Deckel (39) für die Druckmittelkammer (17), materialschlüssig zusammengesetzt ist.

9. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 6, 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckmittelkammer (17) seitlich eines Zulaufs (18) für das Druckmittel Stützmittelwände (21, 22) liegen.

10. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß von der Druckmittelkammer (17) etwa zentral eine Bohrung (27) zu der Lauffläche (29) führt.

11. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1, 2, 4, 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (51) einstückig aus einem Mantel, aus Hülsen (41, 42) zur Aufnahme der Ventilspielausgleichsvorrichtungen (43), aus einem Boden sowie zwischen den Hülsen (41, 42) in Draufsicht kreuzförmig verlaufenden Rippen (44, 45) besteht, die Kanäle (48) zur Bildung einer zentralen Druckmittelkammer (46) und zur Verbindung derselben mit den Ventilspielausgleichsvorrichtungen (43) enthalten (Fig. 3, 4).

12. Ventiltrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich auch zwischen den Hülsen (41, 42) und dem Mantel Rippen (49, 50) erstrecken, die Entlüftungskanäle (48) enthalten (Fig. 3, 4).