DE4235626C2 - Ventiltrieb mit zwei alternativ wirksamschaltbaren Nocken für Ladungswechselventile von Brennkraftmaschinen - Google Patents
Ventiltrieb mit zwei alternativ wirksamschaltbaren Nocken für Ladungswechselventile von BrennkraftmaschinenInfo
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- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
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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.
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.
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DE3613912A1 (de) * | 1985-04-26 | 1986-10-30 | Mazda Motor Corp., Hiroshima | Variabler ventilmechanismus fuer verbrennungsmotoren |
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1992
- 1992-10-22 DE DE19924235626 patent/DE4235626C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE4235626A1 (de) | 1994-04-28 |
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