DE4238325A1

DE4238325A1 - Schaltbarer Ventiltrieb mit Kipphebel und untenliegender Nockenwelle für Gaswechselventile für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE4238325A1
Application number: DE19924238325
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: 1992-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2012-11-14
Also published as: DE4238325C2

Description

Die Erfindung betrifft schaltbare Ventiltriebe mit Kipphebeln und untenliegender Nockenwelle für Gaswechselventile von Verbrennungs motoren mit einem Aufbau gemäß dem Oberbegriff des 1. Anspruches. Vorbekannt ist ein derartiger Ventiltrieb mit unterschiedlich ein schaltbarem Hub durch die DE-A 33 47 680. Alternativ ist der Hub von zwei unterschiedlichen Nocken übertragbar. Ein Stößelelement steht dabei einerseits mit einem Nocken mit geringem Hub im Ein griff und andererseits stützt sich ein Kipphebel unter dem Gegen druck der Ventilfeder des zu öffnenden Ventils ab. In diesem er sten Stößelelement ist ein Stößel schiebbar gelagert, der mit ei nem zweiten Nocken für maximalen Hub im Eingriff steht. Vermit tels eines steuerbar aufbaubarem hydraulischen Polster zwischen der dem zweiten Nocken abgewandten Stirnseite des Stößels inner halb der Führungsbohrung des Stößelelementes wird der Hub des zweiten Nockens auf das Stößelelement und damit auf den Kipphebel und das Ventil übertragen. Das Stößelelement hebt dabei vom er sten Nocken ab, solange das hydraulische Polster nicht zum Ein schalten des geringen Hubes entlastet und somit abgebaut wird. Nachteilig ist bei dieser Konstruktion das hydraulische Polster, das zum Einschalten des Nocken für maximalen Hub entgegen der Ventilbetätigungskräfte ständig beaufschlagt werden muß, um eine konstante Stützhöhe aufzuweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde bei einem Ventiltrieb der eingangs bestimmten Gattung eine mechanische Mitnehmerein richtung einzuordnen, die hydraulisch schaltbar und im einge schalteten Zustand im wesentlichen selbsthemmend ist.

Erfindungsgemäß wird dies im Bereich des Flach- oder Rollen stößels durch die im kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 ge nannten Merkmale erreicht. Dabei ist gemäß der zugehörigen Un teransprüche sowohl eine Ventilabschaltung als auch ein alter natives Umschalten zwischen zwei Nocken unterschiedlicher Cha rakteristik realisierbar.

Erfindungsgemäß ist die vorgenannte Aufgabe auch im Bereich des Kipphebels durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 4 genannten Merkmale lösbar, jedoch nur auf eine Ventilabschal tung begrenzt.

Die weiteren Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausge staltungen der erfindungsgemäßen Ausführungen, die in der Be schreibung mit erläutert werden.

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

Fig. 1 einen Ventiltrieb der im Oberbegriff des 1. und 4. Anspruches genannten Gattung mit den möglichen Einordnungsbereichen der er findungsgemäßen Anordnungen mit Stößelele ment und Mitnehmereinrichtung;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anordnung im Einord nungsbereich A - im Flach- oder Rollenstößel - für eine Ventilabschaltung;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Anordnung im Einord nungsbereich A - im Flach- oder Rollenstößel - vorzugsweise für alternatives Umschalten zwi schen unterschiedlichen Nocken, jedoch auch für eine Ventilabschaltung;

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Anordnung im Einord nungsbereich B - im Kipphebel - für eine Ven tilabschaltung;

Fig. 5 einen gestuften Schnitt durch den Kipphebel der Ventilabschaltung nach Fig. 4 gemäß der Schnittlinie in dieser.

Fig. 1 zeigt einen Ventiltrieb mit untenliegender Nockenwelle 1, die im Zylinderblock 2 gelagert ist. Unter Zwischenschaltung der Hubelemente - Flachstößel 3, Stützkopf 4, Stößelstange 5 und dem im Zylinderkopf 6 gelagerten Kipphebel 7 - ist das Ventil 8 entgegen der Ventilfeder 9 vom Nocken 10 betätigbar.

In Fig. 2 ist ein Ventiltrieb mit der erfindungsgemäßen Ausgestal tung im Bereich A der Fig. 1 gezeigt. Ein Flachstößel 3 steht mit einem Nocken 10 im Eingriff, der im Zylinderblock 2 des Motors gelagert ist. Schiebbar gelagert ist innerhalb des Flachstößels 3 ein Stößelelement 13 mit der aus den Mitnehmern 16 und den Sperr körpern 17 gebildeten Mitnehmereinrichtung 15 angeordnet.

Beim Durchlaufen des Nockengrundkreises NGK stehen innerhalb der Führungsbohrung des Flachstößels 3 den Mitnehmern 16 - vor zugsweise Kugeln - konkave Gegenkonturen 18 , z. B. Mulden oder Rillen, gegenüber, in die die Mitnehmer 16 vermittels der Sperr köper 17 verlagerbar sind.

Bei Eingriff der Mitnehmer 16 in die Gegenkonturen 18 des Flach stößels 3 wird der Hub des Nockens 10 auf das Ventil 8 übertragen. Stehen die Mitnehmer 16 außer Eingriff, so führt der Flachstößel 3 einen Leerhub gegen die am Stößelelement 13 gegengelagerte Feder 14 und ggf. eine im Zylinderblock abgestützte Feder - nicht gezeigt - aus. Das Stößelelement 13 und die zum Ventil 8 hin zwischengeschal teten Hubübertragungselemente stehen über eine im Flachstößel 3 gegengelagerte Feder 14 mit dem Ventil 8 in Kraftschluß, ohne daß das Ventil 8 öffnet.

In Fig. 3 ist eine gegenüber Fig. 2 modifizierte Form des Ventil triebes dargestellt. Das Stößelelement 13a durchdringt den Flach stößel 3 und steht bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung ständig mit dem Nocken 11 im Eingriff. Dieser Nocken 11 weist gegen über dem Nocken 10 geringeren Hub auf, der bei dem vorbeschrie benen Zustand auf das Ventil 8 übertragen wird. Der Flachstößel 3 bewegt sich leer gegen die am Stößelelement 13a abgestützte Feder 14 und ggf. gegen eine weitere im Zylinderblock gegen gelagerte Feder, nicht dargestellt.

Bei eingeschalteter Mitnehmereinrichtung 15 wird der größere Hub des Nockens 10 über das Stößelelement 13a und die übrigen Hub übertragungselemente auf das Ventil 8 übertragen, dabei ist der Eingriff des Stößelelementes 13a am Nocken 11 aufgehoben. Die Mitnehmereinrichtung 15 kann stets beim Durchlauf des Berei ches paralleler Nockengrundkreise NGK der Nocken 10 und 11 ein geschaltet werden. In diesem Bereich stehen sich dann jeweils die Mitnehmer 16 und die Gegenkonturen 18 für die Herstellung des Eingriffs geeignet gegenüber.

Der Fig. 3 entsprechend ist eine Ausführung möglich, bei der an Stelle des Nockens 11 eine konzentrische Stützkontur 12 - nicht unmittelbar dargestellt - angeordnet ist. Mit solcher Bauart ist eine Ventilabschaltung realisierbar.

Bei wirksamer Mitnehmereinrichtung 15 erfolgt eine Hubübertra gung vom Nocken 10 über den Flachstößel 3 zum Ventil 8. Das Stößelelement 13 wird stetig von der Stützkontur 12 abgehoben. Im Zustand unwirksamer Mitnehmereinrichtung 15 ruht das Stößele lement 13 auf der Stützkontur 12, während der Flachstößel 3 einen Leerhub gegen die Feder 14 oder eine gegen den Motorblock abge stützte Feder ausübt. Ein Ventilhub erfolgt nicht.

In Fig. 4 ist ein Ventiltrieb mit der erfindungsgemäßen Ausge staltung im Bereich B der Fig. 1 gezeigt. In üblicher Weise wird der Ventilhub vom Nocken 10 über die Hubübertragungselemente - Flachstößel 3, Stützkopf 4, Stößelstange 5 - zu dem im Kipphe bel 7 schiebbar gelagerten Stößelelement 13 übertragen.

Eine Mitnehmereinrichtung 15 ist zwischen dem Stößelelement 13 und dem Kipphebel 7 angeordnet, die im unwirksamen Zustand eine Ventilabschaltung bewirkt. In diesem Falle bewegt sich das Stößelelement 13 leer gegen die Kraft einer am Kipphebel 7, abge stützten Feder 19, wobei der Kipphebel 7 ohne einen Hub zu be wirken am Ventil 8 angreift.

Die Mitnehmereinrichtung 15 kann stets beim Durchlauf des Nocken grundkreises NGK des Nockens 10 eingeschaltet werden. In diesem Bereich stehen sich dann jeweils die Mitnehmer 16 und die Gegen konturen 18 im Stößelelement 13 bzw. Kipphebel 7 für die Herstel lung des Eingriffs geeignet gegenüber.

Bei wirksamer Mitnehmereinrichtung 15 bewegt sich der Kipphebel 7 entsprechend des Nockenhubes mitgenommen vom Stößelelement 13 und öffnet das Ventil 8.

Im gestuften Schnitt des Kipphebels 7, dargestellt in Fig. 5, ist der prinzipielle Aufbau einer Mitnehmereinrichtung 15 ersichtlich. Sie wird jeweils aus mindestens zwei in einem der beiden angren zenden Hubübertragungselemente gelagerten Mitnehmern 16 und zuge hörigen Gegenkonturen 18 im anderen Hubübertragungselement gebil det, dabei ist ein Sperrkörper 17 zum in Eingriff bringen der Mitnehmer 16 zwischen diesen angeordnet. Der Sperrkörper 17 ist schiebbar dichtend im Stößelelement 13 geführt und an seinen Stirnseiten alternativ über Kanäle mit Drucköl beaufschlagbar oder entlastbar.

Beim Beaufschlagen über die Kanäle 21 wird der Sperrköper 17 zu Kanälen 22 hin verlagert und der Eingriff der Mitnehmer 16 aufge hoben, sie weichen in die Aussparung im Sperrköper 17 und damit in das Stößelelement 13 zurück.

Sind die Kanäle 22 mit Druck beaufschlagt, so wird der Sperrkör per 17 zu den Kanälen 21 hin verlagert. Die Mitnehmer 16 werden nach außen gedrängt und in den Gegenkonturen 18 zum Eingriff ge bracht, wenn der Bereich des bzw. der Nockengrundkreise NGK des Nockens 10 bzw. der Nocken 10; 11 durchlaufen wird.

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen weisen die Mitnehmer einrichtungen 15 ähnlichen Aufbau auf.

Ebenso sind auch Mitnehmereinrichtungen mit außenliegenden Sperr körpern und nach innen in Eingriff zu bringenden Mitnehmern oder mit vermittels Druckbeaufschlagung direkt tangential in den Ein griff schiebbaren Mitnehmern anwendbar, - nicht dargestellt -.

Claims

1. Schaltbarer Ventiltrieb mit Kipphebeln und untenliegender Nockenwelle für Gaswechselventile von Verbrennungsmotoren, mit Stößel und vorzugsweise Stößelstange sowie folgendem Aufbau:

- Ein in seiner Wirksamkeit ein- und ausschaltbares Stößelelement ist in einem an ihm angrenzenden Hubübertra gungselement in Wirkrichtung schiebbar gelagert;
- zwischen Hubübertragungselement und Stößelelement ist eine ein- und ausschaltbare Mitnehmereinrichtung angeordnet;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- das Stößelelement (13) ist in an sich bekannter Weise in einem mit dem Nocken (10) im Eingriff stehenden Flach- oder Rollenstößel (3) gelagert;
- die Mitnehmereinrichtung (15) weist schaltbare Mitnehmer (16) auf, die während des Durchlaufes des Nockengrundkreises (NGK) zwischen Stößelelement (13) und dem Flach- oder Rollenstößel (3) in Eingriff bringbar sind.

2. Schaltbarer Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stößelelement (13a) den Flach- oder Rollenstößel (3) durchdringend ausgeführt ist und mit einem in an sich bekannter Weise zwischen Hälften des Nockens (10) angeordnet Nocken (11) mit geringem Hub als Nocken (10) bei unwirksamer Mitnehmerein richtung (15) im Eingriff steht.

3. Schaltbarer Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stößelelement (13a) den Flach- oder Rollenstößel (3) durchdringend ausgeführt ist und mit einer zwischen Hälften des Nockens (10) angeordneten konzentrischen Stützkontur (12) auf der Nockenwelle bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung (15) im Eingriff steht.

4. Schaltbarer Ventiltrieb mit Kipphebeln und untenliegender Nockenwelle für Gaswechselventile von Verbrennungsmotoren, mit Stößel und vorzugsweise Stößelstange sowie folgendem Aufbau:

- Ein in seiner Wirksamkeit ein- und ausschaltbares Stößel element ist in einem an ihm angrenzenden Hubübertragungs element in Wirkrichtung schiebbar gelagert;
- zwischen dem Hubübertragungselement und dem Stößelelement ist eine ein- und ausschaltbare Mitnehmereinrichtung angeordnet; gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- Das Stößelelement (13) ist im Kipphebel (7) gelagert;
- die Mitnehmereinrichtung (15) weist schaltbare Mitnehmer (16) auf, die während des Durchlaufes des Nockengrundkreises (NGK) zwischen Stößelelement (13) und dem Kipphebel (7) in Ein griff bringbar sind.