DE4142197A1 - Kipphebelanordnung fuer einen ventiltrieb mit variabler ventilbetaetigungszeit bei brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kipphebelanordnung für einen Ven­ tiltrieb mit variabler Ventilbetätigungszeit bei Brennkraftma­ schinen, nach den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 ange­ gebenen Merkmalen.

Aus der DE 40 43 291 A1 ist eine Kipphebelanordnung bekannt, deren schwenkbewegliche Kipphebel durch unterschiedlich große Nocken antreibbar sind. Der Nocken mit dem kleineren Nockenhub ist mit dem ersten Kipphebel und der Nocken mit dem größeren Nockenhub mit dem zweiten Kipphebel betriebsverbunden, wobei von beiden Kipphebeln nur der erste Kipphebel im unteren Dreh­ zahlbereich mit dem kleineren Nocken wirksam zusammenarbeitet - der große Nocken des zweiten Kipphebels ist unwirksam bzw. ab­ geschaltet - jedoch im oberen Drehzahlbereich zugeschaltet, wenn ein in dem Kipphebel integrierter federbelasteter Stößel mit einem hydraulikbeaufschlagbaren Verschiebebolzen verriegelt wird. Eine schaltbare Kipphebelanordnung dieser Art erfordert einen nicht unerheblichen Bauaufwand, da klapperfreies Ineinan­ dergreifen des axial verschiebbaren Bolzens in die im Stößel entsprechend angepaßte Bohrung eine präzise Fertigung der Ver­ riegelungsteile erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kipphebelanord­ nung baulich zu vereinfachen und die sonst bei Wechselschal­ tungen üblichen Verschleißerscheinungen der miteinander zu verriegelnden Teile zu vermeiden.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentan­ spruches 1 angegebenen Merkmale.

Durch die besonderen Maßnahmen ohne mechanische Verriegelungs­ mittel ist ein reib- und verschleißfreies Verriegeln der Kipp­ hebel eines Kipphebelpaares.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand eines Ausführungsbeispieles nachfolgend näher be­ schrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Kipphebelpaar in Schnitt­ darstellung

Fig. 2 den zweiarmigen Kipphebel sowie den angedeuteten einarmigen Kipphebel mit zwischengeschalteter Hydraulikeinrichtung

Fig. 3 Ventilerhebungskurven in graphischer Darstellung in der V_h=Ventilhub und °NW Grad Nockenwellen­ winkel bedeuten.

In Fig. 1 ist ein Kipphebelpaar 1 für einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine gezeigt. Dem Kipphebelpaar 1 sind zwei un­ terschiedlich große Nocken 2, 3 einer mit 4 bezeichneten Noc­ kenwelle zugeordnet.

Das Kipphebelpaar 1 besteht aus einem zweiarmigen Kipphebel 5 und einem benachbarten einarmigen Kipphebel 6, die gemeinsam auf einer Kipphebelwelle 7 unabhängig voneinander drehbar ge­ lagert sind (Fig. 2). Der eine Hebelarm 5a dient zur Betätigung eines mit 8 bezeichneten Ventiles, während der andere Hebelarm 5b durch den Nocken 2 mit dem kleineren Nockenhub angetrieben wird. Der einarmige Kipphebel 6 wirkt mit dem den größeren Nockenhub aufweisenden Nocken 3 zusammen.

Zwischen dem großen Nocken 3 und dem einarmigen Kipphebel 6 sowie zwischen dem kleinen Nocken 2 und dem zweiarmigen Kipp­ hebel 5 sind Rollenstößel 9, 10 vorgesehen.

Der einarmige Kipphebel 6 weist an seinem nockenwellenseitigen Hebelende eine zylindrische Ausnehmung 11 auf, deren Achse "a" auf die Nockenwelle 4 gerichtet ist. Die Ausnehmung 11 dient zur Aufnahme einer Hydraulikeinrichtung 12, die aus relativ zueinander bewegbaren Hydraulikelementen als Arbeitskolben 13 und Steuerkolben 14 besteht. Beide Kolben 13, 14 begrenzen ei­ nen Hochdruckraum 15, der durch ein Kugelventil 16 am Steuer­ kolben 13 abgeschlossen ist. Der Steuerkolben 13 begrenzt einen Vorratsraum 17, der über Radialbohrungen 18 im Steuerkolben 14 mit einer von der Kipphebelwelle 7 ausgehenden Zulaufbohrung 19 ständig verbunden ist.

Im Hochdruckraum 15 befindet sich eine Druckfeder 20, die sich einerseits über den Steuerkolben 14 am einarmigen Kipphebel 6 und andererseits über den Arbeitskolben 13 am zweiarmigen Kipp­ hebel 5 abstützt. Die Abstützfläche für den Arbeitskolben 13 ist durch eine von dem Kipphebel 5 seitwärts abragende Nase 21 gebildet.

Das Kugelventil 16 verschließt mit einer im Hochdruckraum 15 liegenden Kugel 22 eine Öffnung 23 im Arbeitskolben 13. Ein Kugelkäfig 24 begrenzt die Bewegungsmöglichkeit der Kugel 22 und dient zugleich als Abstützung für eine Kugelfeder 25. Zwi­ schen den Gleitflächen des Arbeits- und Steuerkolbens 13, 14 ist ein definierter Leckspalt als öldurchtritt bei Abschaltung des Öldruckes vorgesehen.

Ein hakenähnlicher Bock 26 ist dem einarmigen Kipphebel 6 seit­ lich angeformt und um die Nase 21 des zweiarmigen Kipphebels 5 herumgezogen. Das über der Nase 21 liegende freie Ende des Bocks 26 ist als Abstützung für eine ortsfeste Druckfeder 27 vorgesehen, die den einarmigen Kipphebel 6 in ständigem Kontakt mit dem großen Nocken 2 hält.

Wirkungsweise:
Bei spätem Einlaßbeginn betätigt der kleine Nocken 3 über den zweiarmigen Kipphebel 5 das Ventil 8. Der große Nocken 2 ist unwirksam, er betätigt zwar den einarmigen Kipphebel 6, der aber nur Kippbewegungen ausführt ohne Einflußnahme auf das Ventil 8.

Sobald eine Notwendigkeit für einen früheren Einlaßbeginn be­ steht, wird über die Zulaufbohrung 19 ein Öldruck zugeschaltet. Durch den Öldruck wird der Hochdruckraum 15 über das geöffnete Kugelventil 16 aufgepumpt und der Arbeitskolben 13 gegenüber dem Steuerkolben 14 mit Unterstützung der Druckfeder 20 um einen der Hubdifferenz zwischen dem kleinen und dem großen Nockenhub entsprechenden Hub angehoben, wobei gleichzeitig der zweiarmige Kipphebel 5 gleichermaßen mitgenommen wird.

Beide Kipphebel sind miteinander hydraulisch verriegelt. Es ergibt sich eine in Fig. 3 gezeigte und mit "gr" bezeichnete Ventilerhebungskurve.

Wird der Öldruck abgeschaltet, senkt sich der Arbeitskolben 13 durch den Ölrücktritt über den Leckspalt, bis der zweiarmige Kipphebel 5 wieder auf dem kleineren Nocken 3 mit der kleineren Ventilerhebungskurve "kl" zur Anlage kommt.

Claims (7)

1. Kipphebelanordnung für einen Ventiltrieb mit variabler Ven­ tilbetätigungszeit bei Brennkraftmaschinen, mit einer Nocken­ welle mit Nocken, die Ventile über auf einer Kipphebelwelle drehbar gelagerte Kipphebel betätigen, wobei ein erster Kipphebel eines jeden Kipphebelpaares einem Nocken mit kleinem Nockenhub und ein zweiter Kipphebel einem Nocken mit großem Nockenhub zugeordnet ist, ferner mit jeweils einer Ver­ riegelungseinrichtung für jedes Kipphebelpaar, durch die bei Zuschaltung nur der den größeren Nockenhub aufweisende Nocken für beide Kipphebel wirksam wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung als eine zwischen dem ersten und zweiten Kipphebel (5, 6) angeordnete Hydraulikeinrichtung (12) ausgeführt ist, durch die unter Bildung eines hydrauli­ schen Gestänges nach Zuschaltung eines Öldruckes die unabhän­ gig voneinander kippbaren Kipphebel (5, 6) eines jeden Kipp­ hebelpaares fest miteinander verbindbar sind.

2. Kipphebelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den größeren Hub ständig ausführende zweite Kipphebel (6) einarmig ausgebildet ist und eine zylindrische Ausnehmung (10) zur Aufnahme der Hydraulikeinrichtung (12) aufweist, die aus einem in der Ausnehmung (10) gleitenden und sich an dem ersten Kipphebel (85) abstützenden Arbeitskolben (13) sowie aus einem in diesem geführten und sich an dem zweiten Kipphebel abstützenden Steuerkolben (14) mit Kugelventil (16) besteht.

3. Kipphebelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (14) einen Vorratsraum (17) und der Ar­ beitskolben (13) gemeinsam mit dem Steuerkolben (14) einen Hochdruckraum (15) begrenzt, in dem eine sich an dem Arbeits­ und Steuerkolben (13, 14) abstützende Druckfeder (20) vorgese­ hen ist, die in der Zuschaltphase beim Aufpumpen des Hochdruck­ raumes (15) lediglich einen Aufwärtshub des Arbeitskolbens (13) zuläßt.

4. Kipphebelanordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der einarmige Kipphebel (6) eine von der Kipphebelwelle (7) ausgehende Zulaufbohrung (19) enthält, die über Radialbohrungen (18) im Steuerkolben (19) mit dem Vorratsraum (17) verbunden ist, und daß ein definierter Leckspalt zwischen Arbeits- und Steuerkolben (13, 14) vorgesehen ist.

5. Kipphebelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfläche für den Arbeitskolben (13) durch eine von dem ersten Kipphebel (5) seitwärts abragende Nase (21) gebildet ist.

6. Kipphebelanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikeinrichtung (12) zwischen den nockenwellensei­ tigen Kipphebelenden des einarmigen Kipphebels (6) und des zwei­ armig ausgebildeten zweiten Kipphebels (5) angeordnet ist, wo­ bei beide Kipphebel auf derselben Kipphebelwelle (7) gelagert sind.

7. Kipphebelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das nockenwellenseitige Kipphebelende des einarmigen Kipp­ hebels (6) gegen eine den Kipphebel stets auf dem großen Nocken (2) haltende Druckfeder (27) wirkt.