EP0331901A2 - Valve drive for a lift valve - Google Patents

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EP0331901A2 EP89101791A EP89101791A EP0331901A2 EP 0331901 A2 EP0331901 A2 EP 0331901A2 EP 89101791 A EP89101791 A EP 89101791A EP 89101791 A EP89101791 A EP 89101791A EP 0331901 A2 EP0331901 A2 EP 0331901A2
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rocker arm
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VOIGT, DIETER
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
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Abstract

In order to overcome valve play, a rocker arm (2) is supported on a rotationally fixed pivoting shaft (3) with the force-fitting intermediate connection of an eccentric disc (9) and a bush (14) which holds a radial stop (16) on the rotationally fixedly supported pivoting shaft (3) in a cut-out (15) with limited play, the eccentric disc (9) being connected to the pivoting shaft (3) via the spring (11) which acts in the circumferential direction. The eccentricity (e) of the eccentric disc (9) is selected such that, after contact between one of the edges (18) of the cut-out (15) and the stop (16) while the valve is being lifted in operation, a reduction in the transmission ratio of the rocker arm (2) occurs and, in contrast, once the valve has returned to its closed position and after the cessation of the transmission forces, pivoting of the eccentric disc (9) is produced by means of the spring (11) until the valve play is overcome. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein derartiger rein mechanisch wirkender Ventilspielausgleich bietet gegenüber den weit verbreiteten hydrau­lisch arbeitenden Ausgleichselementen den Vorteil, daß er keine Abhängigkeit vom Ölkreislauf der mit dem Ventil ausgerüsteten Maschine besitzt.The invention relates to a valve drive according to the preamble of the claim. Such a purely mechanical valve lash adjuster has the advantage over the widely used hydraulically operating compensation elements that it has no dependence on the oil circuit of the machine equipped with the valve.

Ein Ventilantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist aus der DE-PS 1 187 061 in der Weise bekannt, daß der Kipphebel im Bereich seines auf dem freien Ende des Ventilschafts aufliegenden Endes mit einem Ausgleichsstück versehen ist, das mittels einer zusätzlchen Halteklammer in einer zylindrischen Reibpfanne am eigentlichen Kipphebel ruht, die quer zur Schwenkebene des Kipphebels als schiefe Ebene ausgebildet ist. Durch unterschiedliche Reibmo­mente, die auf das Ausgleichsstück in der Reibpfanne und an seiner Berührungsstelle mit dem Ventilschaft wirken, und durch eine der schiefen Ebene zugeordnete Feder wird während der Betätigung des Ventils eine Verkürzung des Ventilhubs durch Wandern des Ausgleichs­stücks längs der schiefen Ebene hervorgerufen, und nach Beendigung der Betätigungskräfte für das Ventil, also bei in Ruhestellung befindlichem Ventil, verschiebt die mehrfach erwähnte Feder das Ausgleichsstück im Sinne einer Beseitigung des Ventilspiels längs der schiefen Ebene.A valve drive according to the preamble of claim is known from DE-PS 1 187 061 in such a way that the rocker arm is provided in the region of its end resting on the free end of the valve stem with a compensating piece, which by means of an additional retaining clip in a cylindrical friction pan rests on the actual rocker arm, which is formed transversely to the pivoting plane of the rocker arm as an inclined plane. Due to different frictional moments that act on the compensating piece in the friction cup and at its point of contact with the valve stem, and by a spring assigned to the inclined plane, a shortening of the valve stroke is caused during the actuation of the valve by moving the compensating piece along the inclined plane, and after Termination of the actuating forces for the valve, that is to say when the valve is in the rest position, the spring mentioned several times moves the compensating piece in the sense of eliminating the valve play along the inclined plane.

Diese bekannte Vorrichtung besitzt insbesondere die Nachteile, daß die eigentliche Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung die oszillierende Masse des Kipphebels erheblich vergrößert und daß sie auch deshalb relativ viel Platz benötigt, weil die schiefe Ebene einen relativ großen Verstellbereich für das Ausgleichsstück gewährleisten muß.This known device has in particular the disadvantages that the actual device for eliminating valve clearance considerably increases the oscillating mass of the rocker arm and that it therefore also requires a relatively large amount of space because the inclined plane must ensure a relatively large adjustment range for the compensating piece.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ventilantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs so auszubilden, daß die mechanische Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung die oszillie­rende Masse des Kipphebels praktisch nicht vergrößert und die Abmessungen dieser Einrichtung zur Sicherstellung des erforderlichen Verstellbereichs relativ klein sind.The invention has for its object to provide a valve drive according to the preamble of claim so that the mechanical device for eliminating valve clearance practically does not increase the oscillating mass of the rocker arm and the dimensions of this device to ensure the required adjustment range are relatively small.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeich­nenden Merkmalen des Patentanspruchs.The achievement of this object consists in the characterizing features of the claim.

Infolge Anordnung der Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung in unmittelbarer Nähe der ortsfesten Schwenkachse des Kipphebels tragen die Bestandteile dieser Einrichtung nur minimal zur Vergröße­rung der oszillierenden Masse des Kipphebels bei. Infolge der Tatsache, daß die Einrichtung mit Änderung des übersetzungsverhält­nisses des Kipphebels arbeitet, also durch Verlängerung bzw. Verkür­zung der Hebelarme desselben, bedeutet jede Verlängerung eines der Hebelarme zugleich eine Verkürzung des anderen Hebelarms, so daß die Auslegung der Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung nur wenig Platz beansprucht.As a result of the arrangement of the device for eliminating valve clearance in the immediate vicinity of the fixed pivot axis of the rocker arm, the components of this device contribute only minimally to the increase in the oscillating mass of the rocker arm. Due to the fact that the device works with a change in the gear ratio of the rocker arm, i.e. by lengthening or shortening the lever arms thereof, each extension of one of the lever arms also means a shortening of the other lever arm, so that the design of the device for valve clearance removal takes up little space .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, wiedergibt, während Fig. 2 eine Draufsicht ist.An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, Fig. 1 shows a side view, partly in section, while Fig. 2 is a plan view.

Die wesentlichen Bestandteile des Ventilantriebs sind der in Pfeil­richtung rotierende Nocken 1, der bei einer Brennkraftmaschine in üblicher Weise auf einer von der Maschine selbst angetriebenen Nockenwelle sitzt, und der Kipphebel 2, der um die ortsfest und drehfest gelagerte Schwenkachse 3 schwingt. Die Achse der Schwenk­achse 3 ist mit 4 bezeichnet; um diese Achse 4 schwingt der Kipp­hebel 2 in bestimmten Betriebsphasen des Ventilantriebs.The essential components of the valve drive are the cam 1 rotating in the direction of the arrow, which in the case of an internal combustion engine is driven in a conventional manner on a cam driven by the machine itself Camshaft is seated, and the rocker arm 2, which swings about the pivot axis 3, which is mounted in a stationary and rotationally fixed manner. The axis of the pivot axis 3 is designated 4; The rocker arm 2 swings about this axis 4 in certain operating phases of the valve drive.

Während der Kipphebel 2 mit seinem in den Figuren rechten Ende in diesem Ausführungsbeispiel zwecks Reibungsverminderung über die Rollen 5 auf dem rotierenden Nocken aufliegt und dessen Hubbewe­gungen demgemäß mitmacht, ist sein in der Figur linkes Ende bei 6 zur abwälzenden Auflage auf dem freien Ende des Ventilschafts 7 eingerichtet; von dem Hubventil ist im übrigen nur noch die Schließ­feder 8 dargestellt, da es sich um ein Hubventil bestens bekannten Aufbaus handelt.While the rocker arm 2 with its right end in the figures in this exemplary embodiment rests on the rotating cam via the rollers 5 for the purpose of reducing friction and accordingly takes part in its lifting movements, its left end in the figure is at 6 for rolling support on the free end of the valve stem 7 set up; only the closing spring 8 of the lift valve is shown, since it is a well-known construction.

Wie aus den Figuren ersichtlich, ist auf der Schwenkachse 3 mit Reibschluß die kreisscheibenförmige Exzenterscheibe 9 gelagert, die mit der Ausnehmung 10 zur Aufnahme eines Endes der in Umfangs­richtung wirkenden Feder 11 versehen ist, deren anderes Ende in die Ausnehmung 12 der Schwenkachse gesteckt ist. Die beiden Teile 3 und 9 sind also federnd gegeneinander verspannt. Die Achse der Exzenterscheibe 9 ist mit 13 bezeichnet.As can be seen from the figures, the circular disc-shaped eccentric disc 9 is mounted on the pivot axis 3 with frictional engagement, which is provided with the recess 10 for receiving one end of the spring 11 acting in the circumferential direction, the other end of which is inserted into the recess 12 of the pivot axis. The two parts 3 and 9 are thus resiliently braced against each other. The axis of the eccentric 9 is designated 13.

Die Exzenterscheibe 9 ist reibschlüssig von der zylindrischen Buchse 14 umgeben, die die Ausnehmung 15 zur Aufnahme des radialen Anschlags 16 an der Schwenkachse 3 aufweist. Wie aus Fig. 1 ersicht­lich, schließen die beiden Ränder 17 und 18 dieser radialen Ausneh­mung 15 den radialen Anschlag 16 mit begrenztem Umfangsspiel ein.The eccentric disc 9 is frictionally surrounded by the cylindrical bush 14, which has the recess 15 for receiving the radial stop 16 on the pivot axis 3. 1, the two edges 17 and 18 of this radial recess 15 enclose the radial stop 16 with limited circumferential play.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, erstreckt sich in der gezeichneten Lage der verschiedenen Bestandteile des Ventilantriebs bei geschlossenem Ventil (der Ventilschaft 7 hat seine höchste Stellung eingenommen) die Exzentrizität e der Exzenterscheibe 9 praktisch in Richtung der Achse des Kipphebels 2. In Verbindung mit dem begrenzten Spiel zwischen den Rändern 17 und 18 der Ausneh­mung 15 und der Richtung des von der Feder 11 auf die Exzenter­ scheibe 9 ausgeübten Schwenkmoments hat dies folgende Arbeitsweise des dargestellten Ventilantriebs zur Folge:As can be seen in particular from FIG. 1, the eccentricity e of the eccentric disk 9 extends practically in the direction of the axis of the rocker arm 2 in the drawn position of the various components of the valve drive when the valve is closed (the valve stem 7 has reached its highest position) the limited play between the edges 17 and 18 of the recess 15 and the direction of the spring 11 on the eccentric disc 9 exerted swivel torque, this results in the following operation of the valve drive shown:

Zu Beginn der Ventilbetätigung, also bei Wirksamwerden des eigent­lichen Nockens 1, schwenkt dieser den Kipphebel 2 in den Figuren entgegen dem Uhrzeigersinne. An diesen Schwenkbewegungen nehmen auch die Teile 14 und 9 zunächst teil; während dieser ersten Phase der Schwenkbewegung erfolgt die Schwenkung also um die Achse 4. Sobald durch die Schwenkbewegung der Buchse 14 der Rand 18 ihrer Ausnehmung 15 zur Anlage an dem Anschlag 16 gelangt, wird dadurch eine weitere Verschwenkung der Teile 9 und 14 verhindert, d.h. der Kipphebel 2 schwenkt nunmehr, weiter entgegen dem Uhrzeigersinn, um die Achse 13, so daß der in den Figuren linke Arm des Kipphe­bels 2 verkürzt und der in den Figuren rechte Arm des Kipphebels um den gleichen Betrag verlängert wird. Auch bei einer relativ kleinen Exzentrizität e tritt daher eine relativ große Verkleinerung des übersetzungsverhältnisses des Kipphebels 2 und damit eine Verkürzung des Ventilhubs auf.At the beginning of the valve actuation, that is to say when the actual cam 1 becomes effective, it swivels the rocker arm 2 counterclockwise in the figures. Parts 14 and 9 also initially take part in these pivoting movements; during this first phase of the pivoting movement, the pivoting thus takes place about the axis 4. As soon as the edge 18 of its recess 15 comes to rest against the stop 16 as a result of the pivoting movement of the bushing 14, further pivoting of the parts 9 and 14 is prevented, i.e. the rocker arm 2 now pivots further counterclockwise about the axis 13, so that the left arm of the rocker arm 2 in the figures is shortened and the right arm of the rocker arm in the figures is extended by the same amount. Therefore, even with a relatively small eccentricity e, there is a relatively large reduction in the transmission ratio of the rocker arm 2 and thus a shortening of the valve lift.

Bei Beginn der Schließbewegung des Ventils, die durch den Beginn der Schwenkbewegung des Kipphebels 2 in den Figuren im Uhrzeiger­sinne eingeleitet wird, erfolgt durch das Spiel zwischen dem An­schlag 16 einerseits und dem Rand 17 der Ausnehmung 15 andererseits zunächst eine Mitnahme der Bestandteile 9 und 14 der Spielausgleichs­einrichtung in entgegengesetzter Richtung, bis der Rand 17 zur Anlage an dem Anschlag 16 gelangt. Nach wie vor sind aber infolge der Wirksamkeit des Nockens 1 die Reibkräfte bzw. Reibmomente so groß, daß das von der Feder 11 ausgeübte Moment keine Relativ­bewegung der Exzenterscheibe 9 relativ zur Schwenkachse 3 zur Folge hat. Auch während der zweiten Phase der Schließbewegung des Ventils, d.h. nach Wirksamwerden des Randes 17, erfolgt daher noch kein Spielausgleich. Dieser kann erst dann erfolgen, wenn die übertragungskräfte zwischen Nocken 1 und freiem Ende des Ventil­schafts 7 praktisch verschwunden sind. Jetzt schwenkt das von der Feder 1 1 ausgeübte Moment die Exzenterscheibe 9, bis eine feste Auflage der Rollen 5 auf dem Nocken 1 hergestellt ist.At the beginning of the closing movement of the valve, which is initiated by the start of the pivoting movement of the rocker arm 2 in the figures in a clockwise direction, the game between the stop 16 on the one hand and the edge 17 of the recess 15 on the other hand initially entrains the components 9 and 14 of the Backlash compensation device in the opposite direction until the edge 17 comes to rest against the stop 16. However, due to the effectiveness of the cam 1, the frictional forces or frictional moments are still so great that the moment exerted by the spring 11 has no relative movement of the eccentric disc 9 relative to the pivot axis 3. Even during the second phase of the closing movement of the valve, ie after the edge 17 becomes effective, there is still no play compensation. This can only take place when the transmission forces between the cam 1 and the free end of the valve stem 7 have practically disappeared. Now the moment exerted by the spring 1 1 pivots the eccentric disc 9 until a firm support of the rollers 5 on the cam 1 is established.

Mit der Erfindung ist also eine selbsttätig arbeitende mechanische Einrichtung zur Ventilspielbeseitigung geschaffen, deren wesentlicher Vorteil in einer nur minimalen Vergrößerung der oszillierenden Masse des Kipphebels 2 zu sehen ist.With the invention, therefore, an automatically operating mechanical device for eliminating valve clearance is created, the main advantage of which can be seen in only a minimal increase in the oscillating mass of the rocker arm 2.

Claims (1)

Ventilantrieb für ein Hubventil, insbesondere für ein Ladungs­wechselventil einer Brennkraftmaschine, die einem rotierenden Nocken und einem ortsfest schwenkbar gelagerten Übertragungs­hebel nach Art eines Kipphebels, der im Bereich eines seiner Enden zur Auflage auf dem Nocken und im Bereich seines anderen Endes zur Auflage auf dem freien Ende des Ventilschafts einge­richtet ist, sowie mit einer mechanischen Einrichtung zur Ventil­spielbeseitigung, die unter Verwendung von Reibungs- und Feder­kräften während der Ventilbetätigung eine Verkürzung des Ventil­hubs und anschließend bei geschlossenem Ventil die Spielbe­seitigung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager auf einer orts- und drehfesten Achse (3) reibschlüssig eine kreisscheibenförmige Exzenterscheibe (9) und reibschlüssig auf dieser eine zylindrische Buchse (14) enthält, die reibschlüssig von einer Ausnehmung im Übertragungshebel (2) aufgenommen und mit einer radialen Ausnehmung (15) versehen ist, die mit be­grenztem Spiel einen radialen Anschlag (16) an der Achse (3) aufnimmt, die mit der Exzenterscheibe (9) über eine in Umfangs­richtung wirkende Feder (11) verbunden ist, wobei die Exzentrizität (e) der Exzenterscheibe (9) derart gewählt ist, daß während der Betätigung des Ventils durch Beseitigung des begrenzten Spiels zwischen einem der Ränder (18) der Ausnehmung (15) und dem Anschlag (16) eine Verkürzung des Ventilhubs durch Verkleinerung der Über­setzung des Übertragungshebels (2) erfolgt, dagegen nach Berührung des Anschlags (16) mit dem anderen Rand (17) der Ausnehmung (15) bei geschlossenem Ventil die Feder (11) auf die Exzenterscheibe (9) ein diese bis zur Beseitigung des Ventilspiels schwenkendes Moment ausübt.Valve drive for a lift valve, in particular for a charge exchange valve of an internal combustion engine, which has a rotating cam and a stationary, pivotally mounted transmission lever in the manner of a rocker arm which rests in the area of one of its ends for resting on the cam and in the area of its other end for resting on the free end the valve stem is set up, as well as with a mechanical device for eliminating valve play, which uses friction and spring forces during valve actuation to shorten the valve lift and then eliminate play when the valve is closed, characterized in that the pivot bearing is on a stationary and non-rotatable axis (3) frictionally a circular disc-shaped eccentric disc (9) and frictionally on this contains a cylindrical bushing (14) which is frictionally received by a recess in the transmission lever (2) and is provided with a radial recess (15) which limits system plays a radial stop (16) on the axis (3), which is connected to the eccentric disc (9) via a spring (11) acting in the circumferential direction, the eccentricity (e) of the eccentric disc (9) being selected in such a way that while the valve is actuated by eliminating the limited play between one of the edges (18) of the recess (15) and the stop (16), the valve lift is shortened by reducing the translation of the transmission lever (2), but after touching the stop ( 16) with the other edge (17) of the recess (15) when the valve is closed, the spring (11) exerts on the eccentric disc (9) a moment which pivots until the valve clearance is eliminated.
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