EP0821141B1 - Internal combustion engine valve drive with rocker arm supported by eccentric shaft - Google Patents

Internal combustion engine valve drive with rocker arm supported by eccentric shaft Download PDF

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EP0821141B1
EP0821141B1 EP97110694A EP97110694A EP0821141B1 EP 0821141 B1 EP0821141 B1 EP 0821141B1 EP 97110694 A EP97110694 A EP 97110694A EP 97110694 A EP97110694 A EP 97110694A EP 0821141 B1 EP0821141 B1 EP 0821141B1
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EP
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eccentric shaft
valve
eccentric
combustion engine
internal combustion
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Harald Unger
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Bayerische Motoren Werke AG
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Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit sich an Exzentern einer Exzenterwelle abstützenden, von Nocken betätigten und insbesondere als Schwinghebel ausgebildeten Übertragungsgliedern, wobei der Ventilhub durch Verdrehen der Exzenterwelle veränderbar ist und zum Verdrehen der Exzenterwelle neben einem Stellmotor ein diesen beim Verdrehen der Exzenter unterstützendes als Federelement ausgebildetes Kraftspeicherelement vorgesehen ist. Ein derartiger Ventiltrieb ist aus der EP 0 132 786 A bekannt, ferner zeigen die DE 42 23 172 C1 oder die DE 42 23 173 A1 ähnliche Ventiltriebe, wobei für die folgende Beschreibung zunächst auf die beiden letztgenannten Schriften Bezug genommen wird.The invention relates to a valve train of an internal combustion engine Eccentrics of an eccentric shaft supporting, actuated by cams and in particular designed as a rocker arm transmission members, wherein the valve stroke can be changed by turning the eccentric shaft and Rotating the eccentric shaft next to a servomotor when turning it the eccentric support designed as a spring element Force storage element is provided. Such a valve train is from the EP 0 132 786 A is known, furthermore DE 42 23 172 C1 or the DE 42 23 173 A1 similar valve trains, for the following description reference is first made to the latter two documents.

Bei einem Brennkraftmaschinen-Ventiltrieb mit sich an einer Exzenterwelle abstützenden, von Nocken betätigten und insbesondere als Schwinghebel ausgebildeten Übertragungsgliedern, kann mittels der mehrere Exzenter aufweisenden Exzenterwelle, wobei jeweils ein Exzenter für einen Schwinghebel, welcher zumindest ein Brennkraftmaschinen-Hubventil betätigt, vorgesehen ist und wobei zumindest zwei Brennkraftmaschinen-Zylinder in Reihe angeordnet sind, der Ventilhubverlauf, d.h. insbesondere der maximal erreichbare Ventilhub aller dieser beispielsweise als Einlaßventile ausgebildeten Hubventile gleichzeitig verändert werden. Da diese Hubventile jedoch wie üblich und dem Fachmann bekannt gegen die Kraft einer sogenannten Ventilschließfeder geöffnet werden müssen, muß auch bei einem Verdrehen der Exzenterwelle im Sinne einer Ventilhubvergrößerung stets ein gewisser Anteil dieser Ventilschließfeder-Kraft überwunden werden. Bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit einer einzigen Exzenterwelle für die in Reihe angeordneten Zylinder wird sich nämlich stets zumindest für einen dieser Zylinder der Nocken außerhalb seiner Grundkreisphase, in welcher das Hubventil geschlossen ist, befinden.In an internal combustion engine valve train with an eccentric shaft supporting, actuated by cams and in particular as a rocker arm trained transmission links, by means of several eccentrics having eccentric shaft, one eccentric for a rocker arm, which actuates at least one internal combustion engine lift valve, is provided is and with at least two internal combustion engine cylinders in series are arranged, the valve lift curve, i.e. especially the maximum achievable Valve stroke of all of these, for example, designed as intake valves Lift valves can be changed at the same time. However, since these globe valves as usual and known to the expert against the force of a so-called Valve closing spring must be opened, also when turning the eccentric shaft in the sense of increasing the valve stroke is always a certain one Share of this valve closing spring force can be overcome. With a multi-cylinder Internal combustion engine with a single eccentric shaft for the series arranged cylinder will namely always at least for one of these Cylinder of the cams outside of its base circle phase, in which the The lift valve is closed.

Zum gewünschten Verdrehen der Exzenterwelle kann dabei ein beispielsweise als Elektromotor ausgebildeter Stellmotor vorgesehen sein, der von einer geeigneten Steuerelektronik entsprechend angesteuert wird. Soll nun die Exzenterwelle von diesem Stellmotor verdreht werden und zwar aus einer Position heraus, in der ein geringer Ventilhub erzeugt wird, hin zu einer Position, die den maximal möglichen Ventilhub ergibt, so ist aufgrund der Ventilschließfeder-Kräfte hierfür ein relativ hohes Drehmoment vonnöten, was einen unverhältnismäßig starken und somit großen Stellmotor/Elektromotor erfordert.For the desired rotation of the eccentric shaft, for example can be provided as an electric motor trained servomotor, the is controlled accordingly by suitable control electronics. Should now the eccentric shaft can be rotated by this actuator and from a Position in which a small valve lift is generated, towards a Position, which gives the maximum possible valve lift, is due to the Valve closing spring forces require a relatively high torque, which is a disproportionately strong and therefore large servomotor / electric motor required.

Eine mögliche Abhilfemaßnahme für diese Problematik ist in der oben erstgenannten EP 0 132 786 A gezeigt. Hier sind die Exzenter drehbar auf der Exzenterwelle angeordnet und stützen sich an dieser unter Zwischenschaltung einer Torsionsfeder ab. Wird nun die Exzenterwelle vom Stellmotor verdreht, so wird dessen Energie bzw. Kraft solange in den einzelnen, den Exzentern zugeordneten Federelementen gespeichert, bis sich der Nocken des jeweiligen zugeordneten Hubventiles in seiner Grundkreisphase befindet, so daß dann mit Hilfe dieser im Federelement gespeicherten Energie bzw. Kraft (schließlich stellt ein Federelement ein "Kraftspeicherelment" dar) der zugeordnete Exzenter in die gewünschte neue Position gebracht werden kann. A possible remedial measure for this problem is in the first mentioned above EP 0 132 786 A is shown. Here the eccentrics are rotatable on the Eccentric shaft arranged and are supported on this with interposition a torsion spring. If the eccentric shaft is rotated by the servomotor, so its energy or power is in the individual, the eccentric assigned spring elements stored until the cam of the each associated lift valve is in its base circle phase, so that then with the help of this energy or force stored in the spring element (after all, a spring element represents a "force storage element") the associated one Eccentric can be brought into the desired new position.

Diese bekannte Lösung ist jedoch relativ aufwendig (u.a. aufgrund der einzeln gegenüber der Exzenterwelle verdrehbaren Exzenter sowie wegen der Vielzahl der benötigten Federelmente) und teilweise ungenau, da nicht gewährleistet ist, daß stets alle Exzenter zum gewünschten Zeitpunkt in die neue gewünschte Position überführt werden. Eine demgegenüber vereinfachte und zuverlässige Lösung für die eingangs geschilderte Problematik aufzuzeigen ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung.However, this known solution is relatively complex (due in part to the individual compared to the eccentric shaft rotatable eccentric and because of Large number of spring elements required) and sometimes inaccurate, as this is not guaranteed is that always all eccentrics at the desired time in the new desired position can be transferred. In contrast, a simplified one and reliable solution to the problems outlined above is therefore an object of the present invention.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Exzenter drehfest mit der hohl ausgebildeten Exzenterwelle verbunden sind, innerhalb derer das an dieser angreifende, als tordierte Drehstabfeder ausgebildete Federelement angeordnet ist, welches den Stellmotor bei einer gewünschten Verdrehung der Exzenterwelle in Richtung auf einen größeren Ventilhub hin unterstützt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.To solve this problem it is provided that the eccentric with the hollow eccentric shaft are connected, within which the on this acting spring element designed as a twisted torsion bar spring is arranged, which the servomotor at a desired rotation the eccentric shaft towards a larger valve stroke supported. Advantageous training and further education are included in the subclaims.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird zunächst auf Fig. 1 verwiesen, die in einem Diagramm das zum Verdrehen der Exzenterwelle erforderliche Drehmoment in Abhängigkeit von den jeweiligen Exzenterwellen-Positionen zeigt. For a more detailed explanation of the invention, reference is first made to FIG. 1, that is required in a diagram to rotate the eccentric shaft Torque depending on the respective eccentric shaft positions shows.

In Fig. 2 ist dann ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar eine Exzenterwelle mit integriertem Federelement, wobei Fig. 2a den Ausschnitt A und Fig. 2b den Ausschnitt B aus Fig. 2 zeigt.A preferred exemplary embodiment of the invention is then shown in FIG. namely an eccentric shaft with an integrated spring element, with Fig. 2a shows detail A and FIG. 2b shows detail B from FIG. 2.

Bezüglich der konstruktiven Ausgestaltung eines Ventiltriebs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird in vollem Umfang auf die beiden eingangs genannten Schriften DE 42 23 172 C1 sowie DE 42 23 173 A1 Bezug genommen, wobei sich die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch auf andere Ventiltriebe mit zumindest einer Exzenterwelle, an der sich von Nocken betätigte Übertragungsglieder abstützen, anwendbar ist. Dabei ist - wie bereits kurz erläutert - durch Verdrehen der Exzenterwelle der Ventilhub bzw. Ventilhubverlauf der von den Schwinghebeln betätigten Hubventile veränderbar. Das zum Verdrehen der Exzenterwelle erforderliche Drehmoment ist qualitativ in Fig. 1 dargestellt.With regard to the structural design of a valve train according to The preamble of claim 1 is in its entirety to the two at the beginning referred to documents DE 42 23 172 C1 and DE 42 23 173 A1, the present invention, of course, also other valve trains with at least one eccentric shaft on which different from Support cam-actuated transmission elements, is applicable. Here is - as already briefly explained - by turning the eccentric shaft the valve stroke or the valve lift curve of the lift valves actuated by the rocker arms can be changed. The torque required to turn the eccentric shaft is shown qualitatively in Fig. 1.

Auf der Abszisse dieses Diagrammes ist der Verdrehwinkel der Exzenter-welle aufgetragen, wobei ein Verdrehwinkel von 0° dem minimal möglichen Ventilhub - hier kann es sich beispielsweise um einen Nullhub handeln, d. h. das Hubventil wird überhaupt nicht geöffnet - entspricht, während sich bei einem Verdrehwinkel von 180° der maximal mögliche Ventilhub ergibt. Auf der Ordinate dieses Diagrammes ist (qualitativ) das erforderliche Drehmoment zum Verdrehen der Exzenterwelle in eine gewünschte Position auf-getragen. Die verschiedenen Kurvenverläufe 1 bis 5 in diesem Diagramm werden im folgenden erläutert:The twist angle of the eccentric shaft is on the abscissa of this diagram applied, with a twist angle of 0 ° the minimum possible Valve lift - this can be a zero lift, for example. H. the lift valve is not opened at all - corresponds, while at an angle of rotation of 180 ° gives the maximum possible valve lift. On the ordinate of this diagram is (qualitatively) the required torque applied to turn the eccentric shaft into a desired position. The different waveforms 1 through 5 in this diagram are explained below:

Die Kurve 1 gibt dasjenige Drehmoment an, welches erforderlich ist, die Exzenterwelle (beispielsweise nach der DE 42 23 172 C1) ohne irgendwelche Zusatzmaßnahmen von der Position 0°, d. h. von der Position des minimal möglichen Ventilhubes, in jede andere Position bis hin zur Position 180°, d. h. derjenigen des maximal möglichen Ventilhubes, zu verdrehen. Zu überwinden sind hierbei zunächst Reibungsverluste, so daß diese Kurve 1 zwangsläufig bei einem Drehmomentwert > "0" startet. Mit zunehmendem Verdrehwinkel und somit zunehmendem Ventilhub ist eine immer weiter ansteigende Ventilschließfeder-Kraft zu überwinden, weshalb zum Erreichen der Exzenterwellenposition von 180° ein Drehmomentwert M'max erforderlich ist. Dieses erforderliche Drehmoment kann grundsätzlich von einem Stellmotor, beispielsweise Elektromotor aufgebracht werden.Curve 1 indicates the torque that is required, the eccentric shaft (for example according to DE 42 23 172 C1) without any additional measures from the position 0 °, ie from the position of the minimum possible valve lift, to any other position 180 °, ie that of the maximum possible valve stroke. First there are friction losses to overcome, so that curve 1 inevitably starts at a torque value>"0". With increasing angle of rotation and thus increasing valve lift, an ever increasing valve closing spring force has to be overcome, which is why a torque value M ' max is required to reach the eccentric shaft position of 180 °. This required torque can in principle be applied by a servomotor, for example an electric motor.

Soll anschließend ausgehend von dieser Exzenterwellenposition 180° oder auch von einer Position im Bereich zwischen 0° und 180° der Ventilhub wieder reduziert werden, so ist hierfür ein Drehmoment entsprechend der Kurve 2, ausgehend vom jeweiligen Startwert erforderlich. Wegen des Zurückdrehens der Exzenterwelle sind hierbei negative Drehmomentwerte aufzubringen, bzw. der Stellmotor oder Elektromotor dreht in der entgegengesetzten Richtung. Der Betrag des aufzubringenden Drehmomentes ist hierbei geringer, da beim Zurückdrehen der Exzenterwelle die Ventilschließfeder-Kräfte die Reibungswiderstände zumindest teilweise kompensieren, während beim Verdrehen von 0° in Richtung auf 180° die zunehmenden Ventilschließfeder-Kräfte additiv zu den Reibungswiderständen hinzukommen.
Üblicherweise sind dabei die Reibungswiderstände im System so hoch, daß die einmal positionierte Exzenterwelle ihre jeweilige Position beibehält, d.h. die Exzenterwelle wird allein durch die Ventilschließfeder-Kräfte nicht verdreht.If the valve stroke is then to be reduced again starting from this eccentric shaft position 180 ° or also from a position in the range between 0 ° and 180 °, a torque corresponding to curve 2, starting from the respective starting value, is required. Because of the turning back of the eccentric shaft, negative torque values have to be applied, or the servomotor or electric motor rotates in the opposite direction. The amount of torque to be applied is less, since when the eccentric shaft is turned back, the valve closing spring forces at least partially compensate for the frictional resistance, while when the valve is turned from 0 ° to 180 °, the increasing valve closing spring forces are added to the frictional resistance.
Usually, the frictional resistances in the system are so high that the eccentric shaft, once positioned, maintains its respective position, ie the eccentric shaft is not twisted by the valve closing spring forces alone.

Da der Betrag des Drehmomentwertes M'max relativ hoch ist, wäre zum Positionieren der Exzenterwelle ohne irgendwelche Zusatzmaßnahmen ein relativ starker Elektromotor vonnöten. Um den Betrag des maximal benötigen Drehmomentes zu reduzieren, ist nun erfindungsgemäß ein Federelement bzw. Kraftspeicherelement vorgesehen, welches die Exzenterwelle seinerseits zu verdrehen trachtet, und zwar in Richtung auf einen größeren Ventilhub hin. Dieses Federelement unterstützt somit den Stellmotor bei einer Verdrehbewegung der Exzenterwelle in Richtung auf einen größeren Ventilhub, so daß das vom Stellmotor aufzubringende Drehmoment dementsprechend reduziert wird. Mit einem derartigen Federelement er-geben sich dann zum Verdrehen der Exzenterwelle die Kurvenverläufe 3 und 4,und zwar mit der weiter in das Diagramm eingezeichneten Kurve 5, welche das vom Federelement auf die Exzenterwelle aufgebrachte Dreh-moment für sich alleine darstellt. Eine Addition der Kurven 1 und 5 ergibt somit die Kurve 3, eine Addition der Kurven 2 und 5 die Kurve 4.Since the amount of the torque value M ' max is relatively high, a relatively strong electric motor would be required to position the eccentric shaft without any additional measures. In order to reduce the amount of maximum torque required, a spring element or energy storage element is now provided according to the invention, which in turn tries to turn the eccentric shaft, in the direction of a larger valve stroke. This spring element thus supports the servomotor when the eccentric shaft rotates in the direction of a larger valve stroke, so that the torque to be applied by the servomotor is reduced accordingly. With such a spring element, the curves 3 and 4 are then obtained for rotating the eccentric shaft, specifically with curve 5 further drawn in the diagram, which represents the torque applied by the spring element to the eccentric shaft on its own. An addition of curves 1 and 5 thus results in curve 3, an addition of curves 2 and 5 results in curve 4.

Die Kurve 3 gibt an, welches Drehmoment aufzubringen ist, um die Exzenterwelle von 0° auf 180° zu verdrehen, d. h. von der Position des minimalen Ventilhubes hin zur Position des maximal möglichen Ventilhubes. Man erkennt, daß ein gegenüber dem Betrag M'max deutlich geringerer Betrag Mmax erforderlich ist, um die Exzenterwelle beispielsweise von der Position 90° zur Position 180° zu verdrehen ( diese genannten Werte sind selbstver-ständlich nur beispielhaft). Das vom Stellmotor zum Verdrehen der Exzenter-welle aufzubringende Drehmoment ist daher deutlich geringer, so daß einkleinerer Stellmotor/Elektromotor zum Einsatz kommen kann.
Wie ersichtlich schneidet diese Kurve 3 bei der Position von ca. 52 Winkelgraden die Abszisse, was bedeutet, daß auf dieser Kurve 3 von links her kommend überhaupt kein zusätzliches Drehmoment eines Stellmotores erforderlich ist, um die Exzenterwelle in diese Position 52° zu bringen. Beispielsweise ausgehend von der Position 0° wird somit die Exzenterwelle alleine durch das Federelement in die Position 52° verdreht. Da diese Exzenterwellenposition 52° einem Ventilhub entspricht, der größer ist als der minimal mögliche Ventilhub, wird somit vorteilhafterweise die Exzenterwelle allein durch das Federelement in diese Position gebracht, die einen größeren als den minimalen Ventilhub ergibt. Vorteilhafterweise stellt sich somit auch bei einem Ausfall des Stellmotores zum Verdrehen der Exzenterwelle stets ein gewisser Ventilhub ein, der ausreichend ist, die Brennkraftmaschine in noch befriedigendem Maße zu betreiben. Um dann ausgehend von dieser Position des sogenannten Null-Drehmomentes den maximal möglichen Ventilhub und somit die Exzenterwellenposition 180° zu erreichen, wird ein Drehmoment Mmax benötigt, welches deutlich geringer ist als das Drehmoment M'max.Curve 3 indicates which torque is to be applied in order to turn the eccentric shaft from 0 ° to 180 °, ie from the position of the minimum valve lift to the position of the maximum possible valve lift. It can be seen that a relation to the amount of M 'max is significantly lower amount M max required to the eccentric shaft to rotate, for example, from the position 90 ° to position 180 ° (these values are referred selbstver-understandable way of example only). The torque to be applied by the servomotor to turn the eccentric shaft is therefore significantly lower, so that a smaller servomotor / electric motor can be used.
As can be seen, this curve 3 intersects the abscissa at the position of approximately 52 angular degrees, which means that on this curve 3 coming from the left, no additional torque of an actuating motor is required at all in order to bring the eccentric shaft into this position 52 °. For example, starting from the 0 ° position, the eccentric shaft is rotated into the 52 ° position solely by the spring element. Since this eccentric shaft position 52 ° corresponds to a valve lift that is greater than the minimum possible valve lift, the eccentric shaft is thus advantageously brought into this position solely by the spring element, which results in a larger than the minimum valve lift. Advantageously, even if the servomotor fails to turn the eccentric shaft, there is always a certain valve lift that is sufficient to operate the internal combustion engine to a satisfactory extent. In order to then, starting from this position of the so-called zero torque, achieve the maximum possible valve lift and thus the eccentric shaft position 180 °, a torque M max is required which is significantly lower than the torque M ' max .

Um danach ausgehend von dieser Position des maximal möglichen Ventil-hubes wieder auf die Position des minimalen Ventilhubes zu gelangen, wird ein Drehmomentverlauf entsprechend der Kurve 4 benötigt. Der Betrag dieses dann negativen Drehmomentes wegen des Zurückdrehens der Exzenterwelle ist jedoch ebenfalls nicht größer als der Betrag Mmax, da - wie bereits erläutert - beim Zurückdrehen der Exzenterwelle hin zu geringerem Ventilhub die Reibungsverluste teilweise durch die abnehmenden Ventilschließfeder-Kräfte kompensiert werden. Im übrigen muß aufgrund der Krafteinwirkung durch das Federelement ein negatives Drehmoment auf-gebracht werden, um ausgehend von der Position des minimalen Ventil-hubes bei einem Exzenterwellenwinkel von 0° die sog. Null-Drehmoment-position bei ca. 52° zu erreichen, d.h um auf der Kurve 3 von der Stellung 0° zur Stellung 52° nach rechts zu gelangen.In order to then return to the position of the minimum valve stroke from this position of the maximum possible valve stroke, a torque curve corresponding to curve 4 is required. However, the amount of this then negative torque due to the turning back of the eccentric shaft is also not greater than the amount M max, since - as already explained - when turning the eccentric shaft back towards a lower valve lift, the friction losses are partially compensated for by the decreasing valve closing spring forces. In addition, due to the action of force by the spring element, a negative torque must be applied in order to achieve the so-called zero torque position at approx. 52 °, starting from the position of the minimum valve lift at an eccentric shaft angle of 0 ° to move to the right on curve 3 from position 0 ° to position 52 °.

Eine konstruktive Ausführungsform für das den Stellmotor der Exzenterwelle beim Verdrehen derselben hin in eine Position größeren Ventilhubes unterstützende Federelement bzw Kraftspeicherelement ist zusammmen mit der mit der Bezugsziffer 11 bezeichneten Exzenterwelle in den Fig. 2, 2a, 2b dargestellt, wobei die linksseitig der Bruchlinie 9 liegende geschnitten dargestellte Exzenterwellen-Hälfte gegenüber der rechtsseitigen um 90° verdreht ist. Der Einfachheit halber nicht dargestellt ist der beispielsweise als Elektromotor ausgebildete Stellmotor zum Positionieren der Exzenterwelle 11, jedoch kann dieser in jeder dem Fachmann geläufigen Weise angeordnet sein.A constructive embodiment for the servomotor of the eccentric shaft supportive when turning the valve into a position of larger valve lift Spring element or energy storage element is together with the with the reference number 11 designated eccentric shaft in Figs. 2, 2a, 2b shown, with the cut line lying to the left of the breaking line 9 shown Eccentric shaft half rotated by 90 ° with respect to the right-hand side is. For the sake of simplicity, it is not shown, for example, as Electric motor trained servomotor for positioning the eccentric shaft 11, however, this can be arranged in any manner familiar to the person skilled in the art his.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist das mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Federelement als tordierte Drehstabfeder ausgebildet und innerhalb der hohlen Exzenterwelle 11 längs deren Achse angeordnet. Diese Drehstabfeder 10 ist jeweils endseitig mittels zweier Halbschalenelemente 12 an der Exzenterwelle 11 einerseits und an einem starren Bauelement der Brennkraftmaschine andererseits befestigt, wobei die Fixierung der Drehstabfeder 10 in den Halbschalenelementen 12 wie er-sichtlich jeweils formschlüssig ausgebildet ist. Die gebogenen Enden des Federelementes 10 sind somit formschlüssig von den miteiander zusammenwirkenden Halbschalenelementen 12 aufgenommen.In the preferred embodiment according to FIG. 2, this is with the reference number 10 designated spring element formed as a twisted torsion bar and arranged within the hollow eccentric shaft 11 along the axis thereof. This torsion bar spring 10 is at the end by means of two half-shell elements 12 on the eccentric shaft 11 on the one hand and on a rigid component attached to the internal combustion engine on the other hand, the fixation of the Torsion bar spring 10 in the half-shell elements 12 as can be seen in each case is form-fitting. The bent ends of the spring element 10 are thus form-fitting by those working together Half-shell elements 12 added.

Die gemäß Fig.2 linksseitige Befestigung des Federelementes 10 an der Exzenterwelle 11 ist als Einzelheit A in Fig. 2a nochmals detailliert dargestellt. Man erkennt die beiden Halbschalenelemente 12, welche die Drehstabfeder 10 zwischen sich aufnehmen, und mittels einer Schraube 13 miteinander verbunden sind. Dabei sind die beiden Halbschalenelemente 12 wiederum durch Madenschrauben 14 in der Exzenterwelle 11 fixiert.
Rechtsseitig gemäß Einzelheit B ragt das Federelement 10 über die Exzenterwelle 11 hinaus. Auch hier sind zwei durch eine Schraube 13 miteinander verbundene Halbschalenelemente 12 vorgesehen, die die Drehstabfeder 10 formschlüssig zwischen sich aufnehmen. Diese Halbschalenelemente 12 sind dann mittels eines geeigneten Halteelementes 15 in sogenannten Lagerabschnitten 16 für die Exzenterwelle 11, welche Bestandteil der Brennkraftmaschine sind, fixiert.The attachment of the spring element 10 on the left-hand side according to FIG. 2 to the eccentric shaft 11 is shown again in detail as detail A in FIG. 2a. One can see the two half-shell elements 12, which hold the torsion bar spring 10 between them and are connected to one another by means of a screw 13. The two half-shell elements 12 are in turn fixed by grub screws 14 in the eccentric shaft 11.
On the right-hand side according to detail B, the spring element 10 projects beyond the eccentric shaft 11. Here, too, two half-shell elements 12 connected by a screw 13 are provided, which receive the torsion bar spring 10 between them in a form-fitting manner. These half-shell elements 12 are then fixed by means of a suitable holding element 15 in so-called bearing sections 16 for the eccentric shaft 11, which are part of the internal combustion engine.

Rechtsseitig bezüglich der Exzenterwelle 11 nach Fig. 2 ist das Federelement 10 somit drehfest mit der Brennkraftmaschine verbunden, linksseitig ist diese tordierte Drehstabfeder 10 jedoch drehfest mit der Exzenterwelle 11 verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, mittels dieses Federelementes 10 der Exzenterwelle 11 ein derartiges zumindest unterstützendes Drehmoment aufzuprägen, daß die Exzenterwelle wie beschrieben in eine Position verdreht wird, welche ausgehend von der aktuellen Postion einen größeren Ventilhub ergibt. Dabei können selbstverständlich eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend vom beschriebenen Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.The spring element is on the right-hand side with respect to the eccentric shaft 11 according to FIG. 2 10 is thus connected in a rotationally fixed manner to the internal combustion engine, on the left-hand side this twisted torsion bar spring 10, however, non-rotatably with the eccentric shaft 11 connected. In this way it is possible by means of this spring element 10 of the eccentric shaft 11 such an at least supporting torque imprint that the eccentric shaft in one position as described is rotated, which is a larger one based on the current position Valve stroke results. Of course, you can do a variety of details in particular of a constructive nature, quite different from the one described Embodiment can be designed without the content of the claims leave.

Claims (3)

  1. A valve drive for an internal combustion engine comprising transmission elements abutting eccentrics on an eccentric shaft (11), cam-actuated and especially in the form of a rocking lever, the valve travel being variable by rotating the eccentric shaft (11), which is rotated by an actuator and also by an energy storing element in the form of a spring element (10) which assists the actuator in rotating the eccentric,
    characterised in that the eccentric is non-rotatably connected to the hollow eccentric shaft (11), and the spring element (10) in the form of a twisted torsion-bar spring is disposed inside and engages the eccentric shaft and assists the actuator when it is desired to rotate the eccentric shaft (11) in the direction towards longer valve travel.
  2. A valve drive according to claim 1,
    characterised in that, without action of the actuator, the spring element (10) tries to move the eccentric shaft (11) into a position which results in a valve travel longer than the minimum possible.
  3. A valve drive according to claim 2,
    characterised in that the torsion-bar spring (10) is positively fixed by two shell elements (12) at each end, i.e. to an end portion of the eccentric shaft (11) at one end, whereas the other end is fixed in an eccentric-shaft bearing portion (16) beyond the other end of the eccentric shaft.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10059285A1 (en) * 2000-11-29 2002-06-06 Bayerische Motoren Werke Ag Control procedure for the actuator of a variable valve train
DE10104038A1 (en) * 2001-01-31 2002-08-01 Bayerische Motoren Werke Ag Turning device for eccentric shaft of valve drive in IC engines has hydraulic vane cell pump supplied with medium by hydraulic vehicle system
DE102005040959A1 (en) * 2005-08-30 2007-03-08 Bayerische Motoren Werke Ag Hubvariabler valve drive for an internal combustion engine
DE102011009417A1 (en) 2011-01-25 2012-07-26 Kolbenschmidt Pierburg Innovations Gmbh Mechanically controllable valve train arrangement
DE102012204396A1 (en) * 2012-03-20 2013-09-26 Man Diesel & Turbo Se Valve drive for gas exchange valves of an internal combustion engine
CN110159385B (en) * 2019-06-26 2023-07-18 吉林大学 Engine valve timing and lift simultaneous variable device and control method thereof
CN113958685B (en) * 2021-11-08 2024-03-12 重庆市巨亮机械制造有限责任公司 Powder metallurgy camshaft end combination

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3462818D1 (en) * 1983-07-21 1987-04-30 Nissan Motor Variable valve timing mechanism
JP2944264B2 (en) * 1991-07-23 1999-08-30 株式会社ユニシアジェックス Valve train for internal combustion engine
DE4223172C1 (en) * 1992-07-15 1993-08-19 Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De Cylinder head for IC engine - bearing cover for cam shaft bearing also acts for bearing for eccentric shaft
DE4223173A1 (en) * 1992-07-15 1994-01-20 Bayerische Motoren Werke Ag Valve mechanism for vehicle IC engine - has different lift curves for each pair of valves per cylinder controlled by roller-actuated eccentrics
DE19502834A1 (en) * 1995-01-30 1996-08-08 Erwin Korostenski Arrangement for storing a component
DE19509604A1 (en) * 1995-03-16 1996-09-19 Bayerische Motoren Werke Ag Valve train of an internal combustion engine
JPH08296718A (en) * 1995-04-24 1996-11-12 Isuzu Motors Ltd Backlash eliminating device

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