DE4235626C2 - Ventiltrieb mit zwei alternativ wirksamschaltbaren Nocken für Ladungswechselventile von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb, der im Oberbegriff des 1. Anspruchs beschriebenen Art.

Vorbekannt ist ein Ventiltrieb der eingangs bestimmten Gattung durch die in Schrift DE 36 13 912 A1 gezeigten Ausführungen. Ein erster auf einer Welle im Zylinderkopf gelagerter 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 zweiten Nockens für größtes Öffnen im Eingriff und ist mittels einer Mitnehmereinrichtung an den ersten Übertragungshebel, somit wirksam für den Ventilhub, ankoppelbar. Die Mitnehmereinrichtung ist ein im zweiten Übertragungshebel tangential zur Schwenkachse axial geführter, gegen Federkraft schiebbar oder mechanisch verriegelbarer Druckbolzen. Er steht mit einer etwa zu seiner Achse senkrechten Fläche am ersten Übertragungshebel ständig im Eingriff. Bei wirksamen ersten Nocken weicht der Druckbolzen entsprechend der Differenz zwischen großem und geringem Hub gegen Federkraft aus. Bei verriegeltem Druckbolzen führen beide Übertragungshebel den großen Hub aus.

Nachteilig ist bei der vorbeschriebenen Ausführung, daß bei wirksamer Mitnehmereinrichtung alle Übertragungselemente den größten Hub ausführen, daß alle diese Übertragungselemente Massenkräfte in den Ventiltrieb einbringen. Dieser Zustand tritt generell bei höheren Drehzahlen ein, bei denen der größte Hub eingestellt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventiltrieb der eingangs bestimmten Art so zu gestalten, daß bei großem wirksamen Hub Übertragungselemente, die ausschließlich den geringen Hub übertragen, von der Hubübertragungskette abgekoppelt sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 4 gelöst. Nach Patentanspruch 1 wrd bei großem wirksamen Hub dieser nur vom zweiten u-förmigen Übertragungshebel und dem Druckstößel 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 Massekräfte des jeweiligen Ventils und der auf ihm abgestützten Ventilspielausgleichsvorrichtung bei größtem Hub und höchster Drehzahl 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 ist dies 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 (Fig. 4-6) 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 dem 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 Ineingriffbringen 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 die 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, wie in Fig. 7 dargestellt.

Bei wirksamer Mitnehmereinrichtung 12 steuert der Nocken 3 den Hub des Ventils 9 über den Übertragungshebel 6, die Mitnehmereinrichtung 12 und dem 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 angeordnet sind. Funktion und Aufbau entspricht ansonsten der Ausführung gemäß Fig. 1, obwohl die Übertragungshebel 5 und 6 unterschiedlich gelagert sind.

Die Übertragungshebel 5 u. 6 können sowohl als Schwenkhebel - wie bisher beschrie­ ben - als auch als 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 (6)

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

• - einem Ventil (9) oder einem Ventilpaar sind ein erster Nocken (2) für geringes Öffnen und ein zweiter Nocken (3a, 3b)für größtes Öffnen zugeordnet,
• - ein erster im Zylinderkopf gelagerter Übertragungshebel (5) steht mit dem ersten Nocken (2) direkt oder indirekt im Eingriff und ist mittelbar über eine Spielausgleichsvorrichtung (10) auf dem Ventil (9) oder dem Ventilpaar abgestützt,
• - der Druckstößel (8) ist axial verschiebbar im zweiten Übertragungshebel (6) geführt, aber mit diesem durch eine Mitnehmereinrichtung (12) koppelbar,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckstößel (8) über die Spielausgleichsvorrichtung (10) auf dem Ventil (9) oder dem Ventilpaar abgestützt ist und
der erste Übertragungshebel (5) sich über den Druckstößel (8) auf dem Ventil (9) oder dem Ventilpar abstützt, wobei der erste Übertragungshebel auf die dem Ventil (9) oder dem Ventilpaar abgewandte Stirnseite des Druckstößels (8) einwirkt.

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 werden.

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

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

• - einem Ventil (9) oder einem Ventilpaar sind ein erster Nocken (2) für geringes Öffnen und ein zweiter Nocken (3) für größtes Öffnen zugeordnet,
• - ein im Zylinderkopf gelagerter Übertragungshebel (6) steht mit dem zweiten Nocken (3) im Eingriff und ist über einen Druckstößel (8) mittelbar auf dem Ventil (9) oder dem Ventilpaar abgestützt,
• - der Druckstößel (8) ist axial verschiebbar im Übertragungshebel (6) geführt, aber mit diesem durch eine schaltbare Mitnehmereinrichtung (12) koppelbar,

dadurch gekennzeichnet, daß der erste Nocken (2) direkt den Druckstößel (8) betätigt, wobei der Druckstößel (8) über eine Spielausgleichsvorrichtung (10) auf dem Ventil (9) oder dem Ventilpaar abgestützt ist.