DE4238325C2

DE4238325C2 - Schaltbarer Ventiltrieb mit Kipphebel und untenliegender Nockenwelle für Gaswechselventile von Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE4238325C2
Application number: DE19924238325
Authority: DE
Inventors: Joachim Boehme; Leopold Mueller; Frank Schwabe
Original assignee: IAV Motor GmbH
Current assignee: IAV Motor GmbH
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2012-11-14
Also published as: DE4238325A1

Description

Die Erfindung betrifft schaltbare Ventiltriebe mit Kipphebel und untenliegender Nockenwelle für Gaswechselventile von Verbrennungsmotoren mit einem Aufbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 2.

Vorbekannt sind Ventiltriebe für eine Ventilabschaltung mit einem antriebsseitig im Kipphebel in Hubrichtung frei schiebbaren Stößelement, welches durch eine Mitnehmereinrichtung gegen den Kipphebel festlegbar ist, sowohl für oben- als auch untengesteuerte Verbrennungsmotoren.

Bei einem Ventiltrieb gemäß der JP-57-83 620 A steht das Stößelement direkt im Eingriff mit einem Nocken. Zum Mitnehmen des Kipphebels weist dieser einen quer zur Stößelelementachse hydraulisch gegen Federkraft verlagerbarer Schieber auf, der mit der dem Nocken abgewandten Stirnseite des Stößelelementes in Eingriff bringbar ist.

Bei einem Ventiltrieb gemäß der US 4 141 333 - Fig. 15 und 16 - steht das Stößelelement im Eingriff mit einer von einem Nocken getriebenen Stößelstange. Zum Mitnehmen des Kipphebels weist dieser einen im Stößelelement schiebbar 4 eingreifenden Sperrschieber auf, der über ein Elektromagnetsystem axial verlagerbar ist, um Mitnehmer in Eingriff bringen oder diese zurückweichen läßt. Der Sperrschieber verlagert mittels entsprechender Konturen die im Durchmesserbereich des Stößelelementes in Bohrungen radial geführten Mitnehmer - Kugeln -, so daß diese in Nuten der Führungsbohrung des Stößelelementes im Kipphebel in Eingriff bring- und haltbar sind.

Vorbekannt sind durch die US-Patentschrift 5 090 364 schaltbare Ventiltriebsausführungen, die sowohl für Motoren mit obenliegender Nockenwelle als auch Motoren mit untenliegender Nockenwelle und Stößelstangen anwendbar sind. Sie weisen ein in seiner Wirksamkeit auf den Ventilhub ein- und ausschaltbares Stößelelement auf, welches in einem an ihm angrenzenden Hubübertragungselement in Wirkrichtung schiebbar gelagert ist. Zwischen dem Hubübertragungselement und dem Stößelelement ist dabei jeweils eine ein- und ausschaltbare Mitnehmereinrichtung angeordnet, die unterschiedliche Mitnehmerausführungen aufweisen kann.

In den Fig. 8-12 dieser Schrift ist eine vorgeschriebene Anordnung in einem Stößel für zwei parallel zu betätigende Ventile gezeigt, deren Mitnehmereinrichtung zum alternativen Umschalten zwischen zwei Nocken unterschiedlicher Hub- Charakteristik Kugeln als Mitnehmer aufweist. Zwischen einem äußeren, mit beiden Ventilen im Eingriff stehenden Stößel und einem in diesem schiebbaren zentralen Stößel ist diese mechanische Mitnehmereinrichtung angeordnet, mittels der beide Stößel koppelbar sind. Bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung wird der geringere Hub von den Hälften eines ersten Nockens und bei wirkender Mitnehmereinrichtung der größere Hub von einem zweiten, zwischen den Hälften des ersten Nockens angeordneten Nocken auf die Ventile übertragen.

Die Mitnehmereinrichtung weist in einer zentralen Führung des äußeren Stößels gelagerte, radial nach außen schiebbare Kegeln auf, die mit einer nach innen schrägen, von der Nockenwelle abgewandten Ringfläche am zentralen Stößel in Eingriff gebracht werden kann.

Das Verlagern und Halten der Kugeln in Eingriffsposition erfolgt mittels eines gegen Federkraft gegen die Hubrichtung durch Druckbeaufschlagen verschiebbaren Sperrkörpers, der in der zentralen Führung des äußeren Stößels zentrisch geführt ist.

Mitnehmereinrichtungen der vorbeschriebenen Gestaltungen mit in Hubrichtung schiebbarem Sperrkörper sind, da die Massenkräfte aus der Hubbewegung mit ihren Beschleunigungen und Verzögerungen und ggf. die Federkraft auf den Sperrkörper entgegen der Stellkraft wirken, nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ventiltrieb der eingangs bestimmten Gattung eine mechanische Mitnehmereinrichtung für eine Ventilabschaltung im Kipphebel einzuordnen, die vorzugsweise ausschließlich hydraulisch schaltbar und im eingeschalteten Zustand auch selbsthemmend ist.

Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe im Bereich des Kipphebels durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 bzw. des Patentanspruches 2 genannten Merkmale günstig gelöst. Bei diesen Anordnungen bleiben die Sperrkörper unbeeinflußt von Massenkräften aus den Hubbewegungen und Federkräften. An Hand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Ventiltrieb der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 und des Patentanspruches 2 genannten Gattung mit dem Einordnungsbereich der erfindungsgemäßen Anordnungen mit Stößelelement und Mitnehmereinrichtung;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anordnung im Kipphebel für eine Ventilabschaltung;

Fig. 3 einen gestuften Schnitt durch den Kipphebel der Ventilabschaltung nach Fig. 2 gemäß der Schnittlinie in dieser Figur.

Fig. 1 zeigt einen Ventiltrieb mit untenliegender Nockenwelle 1, der 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 Ausgestaltung im Bereich A 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 Kipphebel 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 abgestützten Feder 19, wobei der Kipphebel 7 ohne einen Hub zu bewirken am Ventil 8 angreift.

Die Mitnehmereinrichtung 15 kann stets beim Durchlauf des Nockengrundkreises NGK des Nockens 10 eingeschaltet werden. Es stehen sich dann jeweils die Mitnehmer 16 und die Gegenkonturen 18 im Stößelelement 13 bzw. Kipphebel 7 für die Herstellung des Eingriffes geeignet gegenüber.

Bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung 15 bewegt sich der Kipphebel 7, vom Stößelelement 13 mitgenommen, entsprechend dem Nockenhub und öffnet das Ventil 8.

Im gestuften Schnitt des Kipphebels 7, dargestellt in Fig. 3, ist der prinzipielle Aufbau einer Mitnehmereinrichtung 15 ersichtlich. Sie wird jeweils aus mindestens zwei in einem der beiden angrenzenden Hubübertragungselemente - Kipphebel 7 oder Stößelelement 13 - gelagerten Mitnehmern 16 und zugehörigen Gegenkonturen 18 im jeweiligen anderen Hubübertragungselement gebildet. Ein Sperrkörper 17 zum in Eingriff bringen der Mitnehmer 16 ist zwischen den Mitnehmern 16 angeordnet. Der Sperrkörper 17 ist schiebbar dichtend im Stößelelement 13 geführt und an seinen Stirnseiten alternativ über Kanäle 21; 22 mit Drucköl beaufschlag- oder entlastbar.

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

Sind die Elemente 22 mit Druck beaufschlagt, so wird der Sperrkörper 17 zu den Kanälen 21 hin verlagert. Die Mitnehmer 16 werden nach außen gedrängt und in den Gegenkonturen 18 im Kipphebel 7 zum Eingriff gebracht, wenn der Bereich des Nockengrundkreises NGK des Nockens 10 durchlaufen wird. Ebenso sind auch Mitnehmereinrichtungen mit im Kipphebel außenliegenden Sperrkörpern und nach innen mit dem Stößelelement in Eingriff zu bringenden Mitnehmern denkbar (nicht dargestellt).

Die vorbeschriebenen Mitnehmereinrichtungen mit quer zur Hubrichtung angeordneten Sperrkörpern weisen den generellen Vorteil auf, daß die Sperrkörper mehrerer Bewegungsrichtungen sowohl frei von durch die Hubbewegungen mit deren Beschleunigungen und Verzögerungen hervorgerufenen Massenkräften als auch frei von Federkraft bleiben, die auf den Sperrkörper entgegen der jeweiligen hydraulischen Stellkraft wirken. Dabei weist der bzw. die Sperrkörper eine Selbsthemmung auf, die auch bei kurzfristig nachlassender Beaufschlagung den jeweiligen Mitnehmereingriff sichert.

Claims

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

1. ein in seiner Wirksamkeit ein- und ausschaltbares Stößelelement (13) ist im Kipphebel (7) in Wirkrichtung des schiebbar gelagert,
2. zwischen dem Kipphebel (7) und dem Stößelelemenet (13) ist eine ein- und ausschaltbare Mitnehmereinrichtung (15) mit Mitnehmern (16), die als Kugeln ausgeführt sind, angeordnet,
3. die radial schiebbaren Mitnehmer (16) sind mittels Sperrkörper (17) während des Durchlaufes des Nockengrundkreises (NGK) zwischen Stößelelement (13) und dem Kipphebel (7) in Eingriff bringbar,

dadurch gekennzeichnet, daß ein oder zwei über beide Stirnseiten alternativ mit Druck beaufschlagbare(r) und schiebbare(r) Sperrkörper (17) und quer zur Stößelachse (AS) im Stößelelement (13) angeordnet ist/sind, mit dem/denen die im Stößelelement (13) geführten Mitnehmer (16) in Eingriff mit dem Kipphebel (7) bringbar sind.

2. Schaltbarer Ventiltrieb mit Kipphebel und untenliegender Nockenwelle für Gaswechselventile von Verbrennungsmotoren mit Stößel und vorzugsweise Stößelstange sowie folgendem Aufbau:

1. ein in seiner Wirksamkeit ein- und ausschaltbares Stößelelement (13) ist im Kipphebel (7) in Wirkrichtung des Hubes schiebbar gelagert,
2. zwischen dem Kipphebel (7) und dem Stößelelemenet (13) ist eine ein- und ausschaltbare Mitnehmereinrichtung (15) mit Mitnehmer (16), die als Kugeln 1 ausgeführt sind, angeordnet,
3. die radial schiebbaren Mitnehmer (16) sind mittels Sperrkörper (17) während des Durchlaufes des Nockengrundkreises (NGK) zwischen Stößelelement (13) und dem Kipphebel (7) in Eingriff bringbar,

dadurch gekennzeichnet, daß die über ihre Stirnseiten alternativ mit Druck beaufschlagbaren Sperrkörper (17) im Kipphebel (7) in einer Ebene quer zur Stößelachse (AS) angeordnet und die Mitnehmer (16) nach innen in den Eingriff mit dem Stößelelement (13) bringbar sind.