DE4235626A1

DE4235626A1 - Ventiltrieb mit zwei alternativ wirksamschaltbaren Nocken für Ladungswechselventile von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4235626A1
Application number: DE19924235626
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Ing Boehme; Leopold Dipl Ing Mueller; Frank Dr Ing Schwabe
Original assignee: IAV Motor GmbH
Current assignee: IAV Motor GmbH
Priority date: 1992-10-22
Filing date: 1992-10-22
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2012-10-23
Also published as: DE4235626C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb, der im Oberbegriff des 1. Anspruches beschrie benen Art.

Vorbekannt ist ein Ventiltrieb, der eingangsbestimmten Gattung durch die in Fig. 6 der DE-OS 38 00 347 gezeigte Ausführung. Ein erster auf einer Welle im Zylinderkopf ge lagerter Übertragungshebel steht einerseits mit dem ersten Nocken für geringes Öffnen im Eingriff und ist über eine Spielausgleichsvorrichtung am Ventil abgestützt. Ein zweiter u-förmiger Übertragungshebel steht mit den Nockenhälften des 2. Nockens für größtes Öffnen im Eingriff und ist mittels einer Mitnehmereinrichtung an den ersten Übertragungshebel, somit wirksam für den Ventilhub, ankoppelbar. Die Mitnehmerein richtung ist als schaltbare radiale Stiftkupplung zwischen angrenzenden radialen Kon turen beider Übertragungshebel ausgestaltet.

Vorbekannt ist durch die DE-OS 40 32 291 auch ein Ventiltrieb, bei dem mit einem Übertragungshebel alternativ von zwei unterschiedlichen Nocken der Hub auf ein Ven til bzw. Ventilpaar übertragen wird. Der Übertragungshebel weist einerseits eine Ein griffsfläche für den ersten Nocken mit geringem Hub auf und andererseits einen in ihm tangential schubbeweglichen Stößel auf, der ständig mit einem zweiten Nocken für maximalen Hub im Eingriff steht. Der Stößel ist bei wirkenden ersten Nocken vermittels einer Feder, die am Übertragungshebel gegengelagert ist, kraftschlüssig mit dem zweiten Nocken im Eingriff. Mittels einer radial zur Schwenkachse angeordneten Mit nehmereinrichtung im Übertragungshebel ist der Stößel mit diesem formschlüssig kop pelbar. Die Mitnehmer greifen dabei radial in den Stößel ein. Im gekoppelten Zustand des Stößels wird der größte Hub übertragen.

Nachteilig ist bei beiden Ausführungen, daß bei wirksamer Mitnehmereinrichtung alle Übertragungselemente den größten Hub ausführen. Dies bedeutet, daß dieser Zu stand bei höheren Drehzahlen eingestellt ist, daß die Massen aller Übertragungsele mente ihre Kräfte in den Ventiltrieb einbringen.

Die zweitbeschriebene Ausführung weist zusätzlich eine unsymmetrische, ungünstige Belastung für den Übertragungshebel auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, vorgenannte Nachteile bei einem Ventiltrieb der ein gangs bestimmten Art zu vermeiden, d. h. bei großem wirksamen Hub sollen Übertra gungselemente, die ausschließlich den geringen Hub übertragen von der Hubübertra gungskette abgekoppelt sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennz. Teil des Hauptanspruches beschriebene Gestaltung gelöst. Bei großem wirksamen Hub wird dieser nur vom zweiten u-förmigen Übertragungshebel und dem Druckstößel mit der Spieleinstellvor richtung ausgeführt. Der erste Übertragungshebel wird lediglich vermittels einer Feder mit dem Nocken für geringen Hub kraftschlüssig im Eingriff gehalten. Die dazu notwen dige Feder ist zweckmäßig am Zylinderkopf gegengelagert, jedoch ist auch eine Ge genlagerung am zweiten Übertragungshebel möglich.

Bei einem erfindungsgemäßen Ventiltrieb gemäß dem Anspruch 4 mit zwei Nockenwel len, denen jeweils einer der unterschiedlichen Nocken zugeordnet ist, kann ein Übertragungshebel entfallen. Der in einem Übertragungshebel geführte Druckstößel ist dann von dem Nocken mit geringem Hub direkt betätigbar.

Prinzipiell ist der Andruck der Übertragungshebel an den ihm jeweils zugehörigen Nocken mittels nicht gegen das Ventil abgestützten Federn günstig.

Die Ventilfedern sind dann nur auf die Masse des jeweiligen Ventils und der auf ihm abgestützten Ventilspielausgleichsvorrichtung auszulegen.

An Hand einer Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend beschrieben werden. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schema des prinzipiellen Aufbaues des Ventiltriebes,

Fig. 2 einen Schnitt durch den zweiten Übertragungshebel in der Mittelebene der Führung für den Druckstößel,

Fig. 3 einen Schnitt durch den zweiten Übertragungshebel im Bereich der Füh rung in der Ebene der Mitnehmereinrichtung,

Fig. 4-6 Schnitte durch den zweiten Übertragungshebel

- beim parallelen Durchlaufen der Grundkreise der Nocken - Fig. 4 -,
- bei wirksamer Mitnehmereinrichtung und größtem Hub der Nockenhälften - Fig. 5-,
- bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung und vollem Hub des ersten mittleren Nockens - Fig. 6-,

jeweils mit der zugehörigen Stellung des ersten Übertragungshebels;

Fig. 7 ein Schema des prinzipiellen Aufbaues eines Ventiltriebes mit zwei Nockenwellen, wobei nur einer der Nocken über einen Übertragungs hebel wirkt.

Fig. 8 ein Schema des prinzipiellen Aufbaues eines Ventilhubes mit zwei beid seits des Ventils angeordneten Nockenwellen und zwei Übertragungs hebeln.

Fig. 9 ein Schema des prinzipiellen Aufbaues eines Ventiltriebes mit zwei als Kipphebel ausgeführten Übertragungshebeln.

In Fig. 1 ist schematisiert die im Zylinderkopf gelagerte Nockenwelle 1 mit zwei unterschiedlichen Nocken 2; 3a und 3b; dargestellt, die einem Ventil 9 bzw. Ventil paar zugeordnet sind. Der Nocken 2 für geringen Hub ist mittig, beidseitig von diesem die Nockenhälften 3a; 3b eines Nockens für größten Hub angeordnet.

Mit dem Nocken 2 steht ein an einer im Zylinderkopf gelagerten Welle 4 gelagerter Übertragungshebel 5 vermittels Federkraft F5 (die Feder ist nicht dargestellt) ständig im Eingriff. Mit den Nockenhälften 3a; 3b steht ein ebenfalls auf der Welle 4 gelagerter u-förmiger Übertragungshebel 6 im Eingriff. Er weist eine Führung 7 auf, in der ein Druckstößel 8 schiebbar geführt ist. Der Druckstößel 8 stützt sich über eine in ihm gela gerte Spielausgleichsvorrichtung 10 mit einem Druckstück 11 auf dem Schaft eines Ventils 9 ab (ersichtlich aus Fig. 2.) In Fig. 1 nur vereinfacht dargestellt, unter Entfall der Spielausgleichsvorrichtung 10 und des Druckstückes 11. Der Übertragungshebel 6 ist vermittels einer Mitnehmereinrichtung 12 mit dem Druckstößel 8 formschlüssig kop pelbar, dargestellt in Fig. 2.

Bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung 12 überträgt der Übertragungshebel 5 den Hub H₂ vom Nocken 2 auf den Druckstößel 8 und damit auf das Ventil 9. Der Hub H₃ der Nockenhälften 3a; 3b wird vom Übertragungshebel 6, der vermittels Federkraft F6 gegen diese gedrängt wird, ausgeführt, jedoch ergibt sich nur eine Relativbewegung, die die Führung 7 auf den Druckstößel 8 ausführt, ohne jedoch Hub auf das Ventil 9 zu übertragen (siehe Fig. 1 und Fig. 6).

Bei wirksamer Mitnehmereinrichtung 12, Kugeln 13 stellen Formschluß zwischen dem Druckstößel 8 und dem Übertragungshebel 6 her, wird der große Hub H₃ der Nocken hälften 3a; 3b auf das Ventil 9 übertragen. Der Übertragungshebel 5 gelangt während der Hubphase außer Eingriff mit der Stirnseite des Druckstößels 8 (siehe Fig. 5).

Die Darstellungen Fig. 4-6 zeigen typische hubbedingte Bauteilstellungen des Ventil triebs bei wirksamer und unwirksamer Mitnehmereinrichtung 12. Ein in Eingriffbringen der Kugeln 13 kann jeweils nur beim parallelen Durchlaufen des jeweiligen Grundkrei ses der Nocken 2 und 3a, 3b erfolgen (siehe Fig. 4). Das Ventil 9 ist dann geschlossen.

In Fig. 2 und 3 ist der Aufbau der Mitnehmereinrichtung 12 erkennbar. Kugeln 13 bilden die Mitnehmer, die mittels tangential zum Druckstößel 8 schiebbarer Sperrele mente 14 im Übertragungshebel 6 in Ringnuten des Druckstößels 8 in Eingriff ge bracht werden können. Dies jedoch, ausschließlich beim Durchlaufen des Bereiches paralleler Grundkreissektoren des Nockens 2 und der Nockenhälften 3a, 3b. Die Sperrelemente 14 weisen hierzu jeweils eine Kontur 15 auf, die die Kugel 13 beim Hub des Sperrelementes 14 unter Wirkung von Öldruck in Sperrstellung verlagert und hält.

Die in den Führungsbohrungen 16 im Übertragungshebel 6 dichtend geführten Sperr elemente 14 sind über Kanäle 17 auf ihrer zur Welle 4 gerichteten Seite mit Druck beaufschlagbar und damit gegen Federn 19 verlagerbar. Diese Federn 19 stützen sich über einen mit einem Befestigungselement 20 am Übertragungshebel 6 gehaltenen Deckel 18 ab.

Das Befestigungselement 20 ist zweckmäßig mit einem Ansatz 21 versehen, vermittels dessen der Druckstößel 8 gegen Verdrehung gesichert im Übertragungshebel 6 in der Führung 7 geführt ist. Der Ansatz 21 greift hierzu in eine äußere Längsnut im Druck stößel 8 ein (Fig. 3).

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Ventiltriebes schema tisiert gezeigt, jedoch sind die unterschiedlichen Nocken 2; 3 auch auf unterschied lichen Nockenwellen 1a; 1b angeordnet, von denen die Nockenwelle 1b direkt über der Ventilachse verläuft.

Der im Zylinderkopf gelagerte Übertragungshebel 6 mit seiner Führung 7 für den Druckstößel 8 steht mit dem Nocken 3 für maximalen Hub 3 im Eingriff. Er weist auch eine Mitnehmereinrichtung 12 auf, wie sie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, hier aber nicht dargestellt ist.

Der Nocken 2 steht unmittelbar mit dem Druckstößel 8 im Eingriff, sofern die Mitneh mereinrichtung 12 nicht wirksam ist. Der Ventiltrieb wird dann vom Nocken 2 bewirkt, dem entspricht die Fig. 7.

Bei wirksamer Mitnehmereinrichtung 12 steuert der Nocken 3 den Hub des Ventils 9 über den Übertragungshebel 6, die Mitnehmereinrichtung 12 und am Druckstößel 8. Der Nocken 2 kommt außer Eingriff, ähnlich wie in Fig. 5 mit dem Übertragungshebel 5 dargestellt.

In Fig. 8 ist eine Ausführung ähnlich Fig. 1 dargestellt. Die Nocken 2 u. 3 sind jedoch auf unterschiedlichen Nockenwellen 1a; 1b angeordnet, die beidseits des zu steuernden Ventils bzw. Ventilpaares verlaufend angeordnet sind. Funktion und Aufbau entspricht ansonsten der Ausführung gemäß Fig. 1, obwohl die Übertragungshebel 5 u. 6 unterschiedlich gelagert sind.

Die Übertragungshebel 5 u. 6 können sowohl als Schwenkhebel - wie bisher beschrie ben - als auch Kipphebel 5a und 6a ausgeführt sein, wie in Fig. 9 dargestellt. Im letzten Ausführungsbeispiel erfolgt die Spieleinstellung durch entsprechende Beilagen. Abweichend von Fig. 9 könnten die Kipphebel 5a und 6a auch durch zwischengeschal tete Stößelstangen und Stößel mit den Nocken 2 und 3a der tiefer liegenden Nocken welle 1 im Zylinderblock indirekt im Eingriff stehen. Dies erfordert keinen anderen Aufbau an dem erfindungsgemäßen Prinzip.

Claims

1. Ventiltrieb mit zwei alternativ wirksamschaltbaren Nocken für Ladungswechsel ventile von Brennkraftmaschinen mit folgendem Aufbau:

- einem Ventil oder einem Ventilpaar sind ein erster Nocken für geringes Öffnen und ein zweiter Nocken für größtes Öffnen zugeordnet,
- ein erster im Zylinderkopf gelagerter Übertragungshebel steht mit dem ersten Nocken direkt oder indirekt im Eingriff und ist mittelbar über ein Übertragungs element mit Spielausgleichsvorrichtung am Ventil abgestützt,
- ein im Zylinderkopf gelagerter zweiter Übertragungshebel steht mit dem zweiten Nocken direkt oder indirekt im Eingriff und ist mittels einer schaltbaren Mitnehmereinrichtung mittelbar am Ventil abstützbar,
- die Mitnehmereinrichtung ist zwischen dem zweiten Übertragungshebel und einem Übertragungselement für geringes Öffnen angeordnet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- ein im zweiten Übertragungshebel (6) tangential geführter, schiebbarer Druckstößel (8) ist an einem Ventil (9) oder Ventilpaar jeweils über eine Spielausgleichsvorrichtung (10) abgestützt;
- der erste Übertragungshebel (5) steht bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung (12) kraftschlüssig mit der den Ventilen abgewandten Stirnseite des Druck stößels (8) im Eingriff;
- der zweite Übertragungshebel (6) ist vermittels einer in ihm angeordneten schalt baren Mitnehmereinrichtung (12) formschlüssig mit dem Druckstößel (8) koppel bar.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder beide Übertragungshebel (5; 6) vermittels am Zylinderkopf gegengelagerter Federn kraftschlüssig (F5; F6) im Eingriff mit dem ihnen jeweils zugehörigen Nocken (2 bzw. 3a; 3b) gehalten sind.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise auf einer Nockenwelle (1) angrenzend an den ersten Nocken (2) Nockenhälften (3a; 3b) des zweiten Nockens angeordnet sind und diese mit dem zweiten U-förmig gestalteten Übertragungshebel (6) im Eingriff stehen.

4. Ventiltrieb mit zwei alternativ wirksamschaltbaren Nocken für Ladungswechsel ventile von Brennkraftmaschinen mit folgendem Aufbau:

- einem Ventil oder einem Ventilpaar sind ein erster Nocken für geringes Öffnen und ein zweiter Nocken für größtes Öffnen zugeordnet,
- ein Übertragungselement steht mit dem ersten Nocken im Eingriff und ist mittelbar über eine Spielausgleichseinrichtung am Ventil abgestützt,
- ein im Zylinderkopf gelagerter Übertragungshebel steht mit dem zweiten Nocken im Eingriff und ist mittels einer schaltbaren Mitnehmereinrichtung mittelbar am Ventil abstützbar,
- die Mitnehmereinrichtung ist zwischen dem Übertragungshebel und dem Übertragungselement angeordnet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- ein im Übertragungshebel (6) tangential geführter, schiebbarer Druckstößel (8) ist an einem Ventil (9) oder Ventilpaar jeweils über eine Spiegelausgleichsvor richtung (10) abgestützt;
- der Übertragungshebel (6) ist vermittels einer in ihm angeordneten schalt baren Mitnehmereinrichtung (12) formschlüssig mit dem Druckstößel (8) koppelbar;
- der Druckstößel (8) steht bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung (12) mit der den Ventilen abgewandten Stirnseite mit dem ersten Nocken (2) direkt im Ein griff.