DE4322709C2 - Ventiltrieb mit schaltbaren, von zwei unterschiedlichen Nocken angetriebenen Tassenstößeln für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb mit schaltbaren, von zwei unterschiedlichen Nocken ange­ triebenen Tassenstößeln für Verbrennungsmotoren gemäß der im Oberbegriff des Patentanspru­ ches bestimmten Gattung.

Vorbekannt sind Ventiltriebe der im Oberbegriff des Patentanspruches bestimmten Art mit zwei Nocken unterschiedlicher Hubcharakteristik durch die Schrift WO 91/12413 und deren Fig. 4 bis 6. Zwischen Tassenstößel und zentralem Stößel ist eine mechanische Mitnehmereinrichtung angeordnet, mittels der beide Stößel koppelbar sind.

Bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung wird der geringe Hub vom ersten Nocken und bei wir­ kender Mitnehmereinrichtung der größte Hub vom zweiten Nocken auf das Ventil übertragen. Der äußere Stößel wird ständig von einer im Zylinderkopf gegengelagerten Feder mit den Nocken­ hälften des Nockens für größten Hub im Eingriff gehalten, während der innere, zentrale Stößel bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung von der Ventilfeder unter Zwischenschaltung einer hydraulischen Spielausgleichsvorrichtung mit dem Nocken für geringen Hub in Eingriff gehalten wird.

Vorbekannt sind derartige Ventiltriebe auch mit einer Mitnehmereinrichtung, die Kugeln als Mit­ nehmer aufweisen, deren Eingriff in konkave Gegenkonturen die Kopplung bewirkt.

Bei derartigen Ventiltrieben sollen die auf die Nocken wirkenden Federkräfte minimiert werden, um dessen Reibleistung zu vermindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Ventiltriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches in der Weise zu gestalten, daß die Reibleistung verringert wird und insbesondere die Be­ dingungen für das Schalten von Mitnehmereinrichtungen, die Kugeln als Mitnehmer aufweisen, verbessert werden.

Erfindungsgemäß wird die vorstehende Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches genannten Merkmale der Federauslegung gelöst. Prinzipiell besteht der Vorteil der angegebenen Lösung in einer Entlastung der Ventilfeder von der Masse bzw. einem Massenanteil des inneren Stößels bei im höheren Drehzahlbereich wirksamer Mitnehmereinrichtung und den dann durch den Nocken für größtes Öffnen verursachten hohen Hubbeschleunigungen und -verzögerungen. Mit der Ver­ minderung der Kraft der Ventilfeder wird auch deren Einwirkung auf die Spielausgleichseinrichtung verringert.

Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend ein schematisiertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventiltriebes erläutert.

Es ist ein Ventiltrieb im Längsschnitt dargestellt, der eine im Zylinderkopf 1 gelagerte Nocken­ welle 2 mit je einem Nocken 2a für geringes Öffnen und einen Nocken 2b für größtes Öffnen für durch die Kraft einer Ventilfeder 31 geschlossene Ventile 3 aufweist.

Die Nockenanordnung entspricht jeweils dem Schema, daß jeweils einem der Nocken 2a oder 2b beidseits Nockenhälften 2b′ oder 2a′ des anderen Nockens zugeordnet sind.

Die Übertragung des Hubes erfolgt von jedem der Nocken 2a; 2b über einen Stößel 4 und einer in ihm angeordneten, vorzugsweise hydraulischen Spielausgleichseinrichtung 5 bekannter Art. Sie wirkt spielausgleichend für die jeweils den Ventilhub bewirkende Kette von Hubübertragungs­ elementen bis zum Eingriff an den Nocken 2a und 2b.

Die Mitnehmer 8 sind Kugeln, die in Querbohrungen des Stößels 4 geführt werden. Im Stößel 4 sind hydraulisch verschiebbare Sperrelemente 9 gelagert, die eine Verlagerungs- und Sperrkontur aufweisen. Mittels dieser Konturen sind die Mitnehmer 8 radial verlager- und sperr­ bar. Ein Stößel 6 weist in seiner Führungsbohrung für den Stößel 4 eine konkave Ringkontur oder Muldenkonturen auf, in welche die Mitnehmer 8 beim Durchlauf des Bereiches paralleler Grundkreise der Nocken 2a; 2b in Eingriff gebracht und gesperrt werden können. Eine ausführ­ liche Beschreibung der Mitnehmereinrichtung 7 ist in der Schrift DE 42 13 856 A1 enthalten.

Dargestellt ist in der linksseitigen Schnitthälfte der Eingriff der Mitnehmer 8 in die Gegenkontur des äußeren Stößels 6. Die Sperrkontur des Sperrelementes 9 hält den zugeordneten Mitnehmer 8, eine Kugel, im Eingriff. Die Hubübertragung erfolgt vom Nocken 2b über den Stößel 6, die Mit­ nehmereinrichtung 7, den Stößel 4 mit der Spielausgleichseinrichtung 5 zum Ventil 3.

In der rechtsseitigen Schnitthälfte ist der Mitnehmer 8 ohne Eingriff in die Gegenkontur des äußeren Stößels 6 gezeigt. Die Hubübertragung erfolgt vom Nocken 2a über den Stößel 4 mit der Spiel­ ausgleichseinrichtung 5 zum Ventil 3. In diesem Zustand führt der Stößel 6 einen Leerhub gegen eine ihm zugeordnete, im Zylinderkopf 1 abgestützte Stößelfeder 14 aus.

Bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung 7, während des Durchlaufes des Grundkreises des Nockens 2a, stützt sich nur die Nachstellkraft der hydraulischen Spielausgleichseinrichtung 5 an diesem ab. In diesem Zustand ist die Kraft der Stößelfeder 14 über den Stößel am Grundkreis der Nockenhälften 2b′ abgestützt.

Soweit im Anspruch Massenkräfte von Teilen benannt sind, so umfassen diese

• - beim Federteller 32 auch dessen Befestigungselemente;
• - beim Stößel 6 auch die zugehörige Federführung 61.

Die zurechenbare Masse einer ortsfestabgestützten Feder in einem Hubsystem ist jeweils die halbe Federmasse.

Die Reaktionskräfte einer Spielnachstelleinrichtung entstammen einerseits der inneren oder äußeren und andererseits der hydraulischen Druckbeaufschlagung der Spielnachstellein­ richtung. Die Grundbedingung, die die Stößelfeder 14 und die Ventilfeder 31 erfüllen müssen, lautet, alle bei Betriebsbedingungen auf sie wirkenden Massenkräfte müssen geringer als die jeweilige Feder­ kraft sein.

Die in dem Anspruch benannten Bemessungsregeln für die Federn 14 und 31 gewährleisten, die Kraft der Ventilfeder 31 zu minimieren und damit die Reibkräfte bei wirksamen Nocken 2a für geringes Öffnen herabzusetzen.

Claims (1)

1. Ventiltrieb mit schaltbaren, von zwei unterschiedlichen Nocken angetriebenen Tassenstößeln für Verbrennungsmotoren folgender Bauart:

   • - dem im Zylinderkopf (1) schiebbaren, aus mehreren ineinander schiebbaren Stößeln (4; 6) bestehenden Tassenstößel ist ein Nocken (2a) für geringes Öffnen und ist ein Nocken (2b) bzw. sind Nockenhälften (2b′) für größtes Öffnen zugeordnet;
   • - einer der Stößel (4) steht mit dem Nocken (2a) für geringes Öffnen im Eingriff und ist über eine Spieleinstellvorrichtung (5) auf dem Ventil (3) abgestützt, auf das eine Ventilfeder (31) einwirkt;
   • - der weitere gleichachsig schiebbare, dem Nocken (2b) oder den Nockenhälften (2b′) für größtes Öffnen zugeordnete Stößel (6) ist direkt oder indirekt im Zylinderkopf geführt und mittels einer im Zylinderkopf (1) abgestützten Stößelfeder (14) in Richtung der Nockenwelle gedrängt;
   • - das Ventil (3) ist in Abhängigkeit von den Schaltzuständen einer im Durchlaufbereich der Grundkreise beider Nocken (2a; 2b) in Eingriff bringbaren, in einem der Stößel (4 oder 6) angeordneten Mitnehmereinrichtung (7) alternativ von einem der beiden Stößel (4 oder 6) betätigbar;
     gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
   • - die Stößelfeder (14) weist eine solche Kennlinie auf, daß sie mindestens den Massenkräften des äußeren Stößels (6) und der zurechenbaren Masse der Stößelfeder (14) und zusätzlich einer Teilmasse des inneren Stößels bei Nenndrehzahl ent­ sprechend der Hubcharakteristik des Nockens (2b) für größtes Öffnen entgegenzuwirken vermag;
   • - die Ventilfeder (31) weist eine solche Kennlinie auf, daß sie bei Betätigung des Ventils (3) durch den Nocken (2b) bzw. die Nockenhälften (2b′) für größtes Öffnen den Massenkräften von Ventil (3), Federteller (32) und Spiel­ nachstelleinrichtung (5) und der zurechenbaren Masse dieser Ventilfeder (31) und zusätzlich dem von der Feder (14) nicht getragenen Massenanteil von der Gesamtmasse des inneren Stößels (4) und Reaktionskräften der Spielnachstelleinrichtung (5) und bei Betätigung des Ventils (3) durch den Nocken (2a) für geringes Öffnen den Massenkräften von Ventil (3), Federteller (32), Spielnachstelleinrichtung (5) und Stößel (4) und der zurechenbaren Masse dieser Ventilfeder (31) bei Nenndrehzahl und Reaktionskräften der Spielnachstelleinrichtung (5) entgegenzuwirken vermag.