DE4226760A1 - Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig betätigbare Hubventile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig betätigbare Hubventile für den Ladungs­ wechsel einer Brennkraftmaschine. Ein Ventiltrieb dieser Art ist mit DE 40 39 075 beschrieben. Dabei ist für die gemeinsam zu betätigenden Ventile ein gemeinsamer im Zylinderkopf geführter Tassenstößel vorgesehen, der für jedes der ihm zugeordneten Ventile ein Ventilspielaus­ gleichselement enthält. Die Ventilspielausgleichselemente sind durch Bohrungen hydraulisch miteinander verbunden und werden von einer zentralen Druckmittelkammer ver­ sorgt.

Ein derartiger sich über mehrere Ventile erstreckender Tassenstößel ist in der Herstellung sehr aufwendig. Auf fertig konfektionierte Teile kann dabei nicht zurückge­ griffen werden. Aus Raumgründen kann ein solcher Tassen­ stößel auch nicht mit einer kreisrunden Führung versehen sein. Es muß vielmehr auf eine ovale Form der Führung zu­ rückgegriffen werden, was sowohl die Fertigung des Zylin­ derkopfes als auch die des Ventilstößels verteuert.

Einen weiteren bekannten Ventiltrieb der genannten Art beschreibt DE-OS 33 44 324, bei dem zwecks Verringerung der Abmessungen für mehrere Ventile ein gemeinsamer joch­ artiger Ventilstößel vorgeschlagen wird, der von einer den Ventilen gemeinsamen, ihre Schäfte umschließenden Rückstellfeder beaufschlagt ist. Zur Führung dieses Ven­ tilstößels ist ein besonderer Bolzen im Zylinderkopf vor­ gesehen. Auch hier bedarf es besonderer Fertigungsaufwen­ dungen sowohl für den Ventilstößel als auch für den Zy­ linderkopf. Auf standardisierte Tassenstößel kann bei ei­ ner derartigen Konstruktion nicht zurückgegriffen werden, so daß der Fertigungsaufwand einen solchen Ventiltrieb stark verteuert. Die für mehrere Ventile gemeinsame Ven­ tilfeder versperrt darüber hinaus den Bauraum, der z. B. bei einem Dieselmotor mit Direkteinspritzung für die Ein­ spritzdüse erforderlich ist, d. h. daß dieser Ventiltrieb nicht für jede Brennkraftmaschinenart anwendbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventil­ trieb der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem weitestgehend standardisierte Bauteile Anwendung finden können und der ausreichend Bauraum für eine zen­ tral zum Zylinder anzuordnende Einspritzdüse oder der­ gleichen freiläßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedem Ventil der gleichzeitig zu betätigenden Ventilgrup­ pe ein eigener Tassenstößel und eine eigene Ventilfeder zugeordnet sind und auf dem Boden der Tassenstößel ein gemeinsamer, gegen Verschieben gesicherter Querbalken aufliegt, auf dessen den Tassenstößeln abgewandten Seite ein Steuernocken einer Nockenwelle zwischen den Ventil­ achsen einwirkt.

Der Querbalken ist vorzugsweise derart gestaltet, daß er mit ebenen Auflageflächen auf den ebenen Böden der Tas­ senstößel aufliegt und mit einer sich aus der Ebene der Auflageflächen abhebenden Kontur zwischen die äußeren Um­ fänge der Tassenstößel greift.

Der Steuernocken kann unmittelbar auf den Querbalken ein­ wirken, indem die Nockenwelle oberhalb der Hubventile an­ geordnet wird; er kann jedoch auch unter Zwischenschal­ tung eines Kipphebels auf den Querbalken einwirken, wenn die Nockenwelle seitlich neben den Hubventilen angeordnet ist.

Bei einem Ventiltrieb dieser Art können handelsübliche Tassenstößel mit den üblichen hydraulischen Ventilspiel­ ausgleichselementen sowie handelsübliche Ventilfedern verwendet werden. Der über den Tassenstößeln liegende Querbalken kann in einfacher Weise so geformt werden, daß ausreichend Bauraum für eine zentrale Einspritzdüse oder dergleichen verbleibt. Es hat sich gezeigt, daß der Quer­ balken lediglich gegen seitliches Verschieben auf den Tassenstößeln gesichert werden muß, um die Funktion zu gewährleisten. Ein Kippen oder Kanten des Querbalkens auf den Tassenstößeln, z. B. infolge des Auswanderns der Noc­ kenberührungslinie, tritt im Motorbetrieb nicht ein. Da­ mit kann überraschenderweise auf jede Art Führung des Querbalkens in Betätigungsrichtung verzichtet werden. Da der Zylinderkopf somit lediglich mit den üblichen kreis­ runden Führungen für die Tassenstößel versehen werden muß, die Tassenstößel selbst sowie die Ventilfedern aus vorhandenen großen Serien entnommen werden können und die Querbalken sehr einfach herstellbar sind, ist der erfin­ dungsgemäße Ventiltrieb auch sehr wirtschaftlich her­ stellbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemä­ ßen Ventiltrieb;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Ventiltrieb nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Querbalken des Ventiltriebes nach Fig. 1, aufliegend auf zwei Tassenstö­ ßeln, in perspektivischer Ansicht;

Fig. 4 ein Schema der auf den Querbalken wirken­ den Kräfte während des Motorbetriebes.

Ein Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine ist auf einem nicht dargestellten Zylinderblock aufgesetzt, in welchem Hubkolben 2 innerhalb von Zylindern gleiten und einen Ar­ beitsraum unterschiedlichen Volumens abdichten. Zu dem Arbeitsraum führen Gaswechselkanäle, nämlich jeweils Ein­ laßkanäle 3, 4 sowie nicht dargestellte Abgaskanäle. Die Einlaßkanäle 3, 4 werden von zwei Hubventilen 5, 6 ver­ schlossen oder freigegeben. Gleichfalls von zwei Hubven­ tilen wird der nicht dargestellte Abgaskanal gesteuert. Jedem der Hubventile 5, 6 ist ein Tassenstößel 7, 8 bzw. 7′, 8′ zugeordnet, in welchem in an sich bekannter Weise ein hydraulisch wirkendes Ausgleichselement 9, 10 zum Ausgleich des Ventilspiels vorgesehen ist. Den Aus­ gleichselementen 9, 10 wird von einem Ölkanal 11 im Zy­ linderkopf 1 durch Bohrungen 12, 13 Öl zugeführt. Über den Tassenstößeln 7, 8 der beiden den Einlaßkanal 3, 4 steuernden Hubventile 5, 6 sowie über den Tassenstößeln 7′, 8′ der nicht dargestellten Hubventile des Auslaßka­ nals liegt jeweils ein Querbalken 14. Jeder der Querbal­ ken 14 liegt mit ebenen Auflageflächen 15 auf den Böden von gemeinsam zu betätigenden Tassenstößeln 7 und 8 bzw. 7′ und 8′ auf. Zwischen den Auflageflächen 15 eines jeden Querbalkens 14 befindet sich eine hervorspringende Kontur 16, welche zwischen die von einem Querbalken 14 beauf­ schlagten Tassenstößel 7, 8 bzw. 7′, 8′ greift. Die den Tassenstößeln 7, 8; 7′, 8′ abgewandte Seite der Querbal­ ken 14 bildet eine durchgehend ebene Fläche 17, auf wel­ che ein Steuernocken 18 einer Nockenwelle 19 einwirkt. Ventilfedern 20, 21, welche die Hubventile 5, 6 in Schließstellung bringen, halten die Hubventile 5, 6, die dazugehörigen Tassenstößel 7, 8 sowie den daraufliegen­ den Querbalken 14 mit dem Steuernocken 18 in Wirkverbin­ dung.

Während des Betriebes der Brennkraftmaschine läuft der Steuernocken 18, 18′ der Nockenwelle 19 auf die Fläche 17 des Querbalkens 14 auf. Der Querbalken 14 überträgt die vom Steuernocken 18, 18′ übernommene Bewegung auf die Tassenstößel 7, 8 bzw. 7′, 8′, von denen sie über die Ausgleichselemente 9, 10 in an sich bekannter Weise auf die Hubventile 5, 6 übertragen werden. Die Querbalken 14 verbleiben dabei mit ihren Auflageflächen 15 in satter Auflage auf den ebenen Böden der Tassenstößel 7, 8 bzw. 7′, 8′. Ein Kippen der Querbalken 14, wie es in Fig. 4 angedeutet ist, kann nicht eintreten, da die von den Ven­ tilfedern 20, 21 aufgebrachten Schließkräfte F_S1 und F_S2 in Verbindung mit der Geometrie der Tassenstößel 7, 8 und des Querbalkens 14 stets so wirken, daß auch bei dem funktionsbedingten seitlichen Auswandern des Angriffs­ punktes der vom Steuernocken 18 wirkenden Nockenkraft F_N stets ein sicheres Gleichgewicht erhalten bleibt. Die stabile Lage des Querbalkens 14 auf den Tassenstößeln 7, 8 bleibt auch dann erhalten, wenn die Schließkräfte F_S1 und F_S2 infolge von Reibkraftdifferenzen unterschiedlich sein sollten.

Natürlich kann die Erfindung auch Anwendung finden bei Brennkraftmaschinen mit drei Ventilen pro Zylinder, indem dann z. B. lediglich für zwei Einlaßventile ein Querbal­ ken vorgesehen wird, während das Auslaßventil in üblicher Weise direkt vom Nocken beaufschlagt ist. Auch für Brenn­ kraftmaschinen mit mehr als vier Ventilen pro Zylinder ist die Erfindung anwendbar, indem dann ein Querbalken über eine Gruppe von drei oder mehr Tassenstößeln und da­ zugehörige Ventile gelegt ist und dieser von einem Nocken beaufschlagt wird. Auch kann die Einwirkung des Nockens auf den Querbalken über einen Kipphebel erfolgen, so daß die Nockenwelle seitlich neben den Hubventilen angeordnet werden kann.

Es gelingt somit, mit einfachen Mitteln und unter Verwen­ dung handelsüblicher Tassenstößel, die auch mit hydrauli­ schen Ausgleichselementen ausgerüstet sein können, eine Mehrventilbetätigung von einem Nocken her zu realisieren. Damit kann eine Brennkraftmaschine mit drei, vier oder mehr Ventilen pro Zylinder relativ kostengünstig herge­ stellt werden.

Claims (4)

1. Ventiltrieb für zumindest zwei gleichzeitig betätig­ bare Hubventile für den Ladungswechsel einer Brenn­ kraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Hubventil (5, 6) der gleichzeitig zu betätigenden Ventilgruppe ein eigener Tassenstößel (7, 8; 7′, 8′) und eine eigene Ventilfeder (20, 21) zugeordnet sind und auf den Böden dieser Tassenstößeln (7, 8; 7′, 8′) ein gemeinsamer gegen Verschieben gesicherter Querbalken (14) aufliegt, auf dessen den Tassenstö­ ßeln (7, 8; 7′, 8′) abgewandten Fläche (17) ein Steuernocken (18, 18′) einer Nockenwelle (19) zwi­ schen den Ventilachsen einwirkt.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querbalken (14) mit ebenen Auflageflächen (15) auf den ebenen Böden der Tassenstößel (7, 8; 7′, 8′) aufliegt und mit einer sich aus der Ebene der Fläche (17) abhebenden Kontur (16) zwischen die äußeren Umfänge der Tassenstößel (7, 8; 7′, 8′) greift.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuernocken (18, 18′) direkt auf den Querbalken (14) einwirkt.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuernocken unter Zwischenschal­ tung eines Kipphebels auf den Querbalken (14) ein­ wirkt.