EP1143118B1 - Vorrichtung zur Hubverstellung eines Gaswechselventils im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zur Hubverstellung eines Gaswechselventils im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP1143118B1
EP1143118B1 EP01106205A EP01106205A EP1143118B1 EP 1143118 B1 EP1143118 B1 EP 1143118B1 EP 01106205 A EP01106205 A EP 01106205A EP 01106205 A EP01106205 A EP 01106205A EP 1143118 B1 EP1143118 B1 EP 1143118B1
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lever
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cam
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stroke
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Andreas Wolf
Johannes Meyer
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    • F01L13/0063—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
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Definitions

  • the invention relates to a preamble of claim 1 Device for stroke adjustment of a gas exchange valve in the cylinder head Internal combustion engine, wherein a cooperating with the gas exchange valve
  • the transmission element is in line contact with an idle stroke curve and one Stroke curve control path on one lever, the other Lever end in line contact is with a cam on one in the cylinder head controlled rotatable and fixable control shaft, one in the cylinder head for Control shaft camshaft arranged in parallel via a cam on a cam track acts on the swivel lever to actuate the gas exchange valve.
  • Such a device is known for example from DE 42 23 172 C1.
  • the to achieve a variable stroke - zero stroke to full stroke - from Cam of a camshaft swiveled pivot lever in its free Lever end adjacent to the line contact with one used for stroke adjustment Cam is guided over a slot on a bolt fixed to the housing.
  • this slot guide many swivel levers on a common guide pin or common guide rod a multi-cylinder internal combustion engine increased friction with the danger a tilt of the swivel lever (s).
  • a common one Guide rod for the swivel levers of similar gas exchange valves a cylinder row in an internal combustion engine requires an increased space.
  • the invention is based, for a device for stroke adjustment the task a gas exchange valve a space-saving design while avoiding the Point out the danger of the tilting lever tilting due to friction.
  • the invention advantageously takes up less installation space Device for stroke adjustment of a gas exchange valve achieved, with a friction Canting of the swivel lever guided according to the invention by means of a relatively simple design of the support surfaces on the shaft sections of the Tax wave is avoided.
  • the background of the spherical support surfaces according to the invention is that the backdrops of the pivot lever are completed in one operation and thus the same Contour and same angle errors.
  • the ones that interact with the scenery Support surfaces of the shaft sections are in two successive Work steps completed, with a cylindrical design of the shaft sections or the support surfaces are different diameters and different or can even result in opposite conicity.
  • the support surfaces have a Show crowning of approx. 10 - 15 ⁇ m.
  • the swivel levers advantageously carry only in Area of the support surface of the backdrop and not on its edges. This allows the otherwise wear does not occur because the point of contact of the two Sliding partners quickly by smoothing the surfaces to a touch ellipse expands long until the occurring Hertzian pressures are safely borne can.
  • a device 1 for stroke adjustment of a section only shown Gas exchange valve 2 in a cylinder head 3, only indicated, one not shown Internal combustion engine includes one that interacts with the gas exchange valve 2 Transmission element 4, which is in line contact via a roller 5 with a control path 6 comprising an idle stroke curve 6 ′ and a stroke curve 6 ′′ a swivel lever 7.
  • the swivel lever 7 projects from the other end 8 of the lever a rolling element 8 'in line contact with one of the stroke settings of the gas exchange valve 2 serving cam 9 on a controlled in the cylinder head 3 and fixable control shaft 10, which has a parallel arranged in the cylinder head 3, Not shown camshaft is associated with a cam at 11 on a Roller 12 acts on the pivot lever 7 for actuating the stroke of the gas exchange valve 2.
  • pivot lever 7 The space-saving, pivotable arrangement of the pivot lever 7 is this on the one hand during a cam-controlled and against one only in sections Return spring 13 caused pivoting movement over the Line-end contact of the rolling element 8 'on the lever end with the cam plate 9 and furthermore with support surfaces 14 on shaft sections 15 of the control shaft 10 on both sides the cam 9 on the other hand interacting slidably Swivel lever scenes 16 performed.
  • the support surfaces 14 have a crown of approximately 10-15 ⁇ m.

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Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine Vorrichtung zur Hubverstellung eines Gaswechselventils im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, wobei ein mit dem Gaswechselventil zusammenwirkendes Übertragungselement in Linienberührung steht mit einer eine Leerhubkurve und eine Hubkurve umfassenden Steuerbahn an einem Schwenkhebel, der am anderen Hebelende in Linienberührung steht mit einer Kurvenscheibe auf einer im Zylinderkopf gesteuert dreh- und fixierbaren Steuerwelle, wobei eine im Zylinderkopf zur Steuerwelle parallel angeordnete Nockenwelle über einen Nocken auf eine Kurvenbahn am Schwenkhebel zur Hubbetätigung des Gaswechselventils einwirkt.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 42 23 172 C1 bekannt. Hierbei ist der zur Erzielung eines variablen Hubes - Null-Hub bis Voll-Hub - vom Nocken einer Nockenwelle verschwenkte Schwenkhebel in seinem freien Hebelende benachbart der Linienberührung mit einer der Hubeinstellung dienenden Kurvenscheibe über ein Langloch an einem gehäusefesten Bolzen geführt. Wie insbesondere aus den Figuren der weiteren DE 43 26 331 A1 zu einer bauartgleichen Vorrichtung ersichtlich, ergibt sich mit dieser Langlochführung vieler Schwenkhebel auf einem gemeinsamen Führungsbolzen bzw. gemeinsamen Führungsstange bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine eine erhöhte Reibung mit der Gefahr einer Verkantung des/der Schwenkhebel. Weiter ist mit der Anordnung einer gemeinsamen Führungsstange für die Schwenkhebel gleichartiger Gaswechselventile einer Zylinderreihe in einer Brennkraftmaschine ein erhöhter Platzbedarf erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Vorrichtung zur Hubverstellung eines Gaswechselventils eine bauraumsparende Konstruktion unter Vermeidung der Gefahr einer reibungsbehafteten Verkantung des Schwenkhebels aufzuzeigen.
Diese Aufgabe ist mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass der Schwenkhebel einerseits während einer nockengesteuerten und gegen eine Rückstellfeder bewirkten Schwenkbewegung über die hebelendseitige Linienberührung mit der Kurvenscheibe und ferner über mit Stützflächen an Wellenabschnitten der Steuerwelle beiderseits der Kurvenscheibe andererseits gleitbeweglich zusammenwirkenden Schwenkhebel-Kulissen geführt ist, wobei die mit den Schwenkhebel-Kulissen zusammenwirkenden Stützflächen der Wellenabschnitte der Steuerwelle ballig ausgebildet sind.
Mit der Erfindung ist in vorteilhafter Weise eine weniger Bauraum beanspruchende Vorrichtung zur Hubverstellung eines Gaswechselventils erzielt, wobei eine reibungsbehaftete Verkantung des erfindungsgemäß geführten Schwenkhebels mittels einer relativ einfachen Gestaltung der Stützflächen an den Wellenabschnitten der Steuerwelle Vermieden ist.
Hintergrund der erfindungsgemäß ballig gestalteten Stützflächen ist, dass die Kulissen des Schwenkhebels in einem Arbeitsgang fertiggestellt sind und somit die gleiche Kontur und gleiche Winkelfehler aufweisen. Die mit den Kulissen zusammenwirkenden Stützflächen der Wellenabschnitte werden in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten fertiggestellt, wobei bei einer zylindrischen Gestaltung der Wellenabschnitte bzw. der Stützflächen sich unterschiedliche Durchmesser sowie unterschiedliche oder sogar gegenläufige Konizitäten ergeben können. Durch diese unterschiedlichen Konturen der Stützflächen kann es im Zusammenwirken mit den zugehörigen Kulissen dazu kommen, dass eine Schiefstellung des Schwenkhebels eintritt oder dass sich ein einseitiges Tragen einer der Kulissen des Schwenkhebels ergibt oder dass schließlich sogar Kantenträger auftreten. Diese Nachteile sind mit der erfindungsgemäßen balligen Ausgestaltung der Stützflächen an den Wellenabschnitten der Steuerwelle für die Schwenkhebel-Kulissen mit Sicherheit vermieden. Mit der erfindungsgemäßen Gestaltung wird nämlich zwischen den Kulissen des Schwenkhebels und den Stützflächen der Steuerwelle ein definierter günstiger Auflagepunkt ohne scharfe Kanten und Übergänge geschaffen, der sich während der Einlaufphase zu einer Berührellipse ausdehnen kann.
In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Stützflächen eine Balligkeit von ca. 10 - 15 µm aufweisen.
Durch diese geringe Balligkeit tragen die Schwenkhebel vorteilhafterweise nur im Bereich der Auflagefläche der Kulisse und nicht an deren Kanten. Dadurch kann der sonst stattfindende Verschleiß nicht auftreten, weil sich der Berührpunkt der beiden Gleitpartner durch Glättungen der Oberflächen schnell zu einer Berührellipse so lange ausdehnt, bis die auftretenden Hertz'schen Pressungen sicher ertragen werden können.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt
Figur 1
eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Hubverstellung eines Gaswechselventils in perspektivischer Ansicht,
Figur 2
einen Schwenkhebel nach Figur 1 in perspektivischer Darstellung.
Eine Vorrichtung 1 zur Hubverstellung eines lediglich abschnittsweise dargestellten Gaswechselventils 2 in einem lediglich angedeuteten Zylinderkopf 3 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine umfasst ein mit dem Gaswechselventil 2 zusammenwirkendes Übertragungselement 4, das über eine Rolle 5 in Linienberührung steht mit einer eine Leerhubkurve 6' und eine Hubkurve 6" umfassenden Steuerbahn 6 an einem Schwenkhebel 7. Der Schwenkhebel 7 steht am anderen Hebelende 8 über einen Wälzkörper 8' in Linienberührung mit einer der Hubeinstellung des Gaswechselventils 2 dienenden Kurvenscheibe 9 auf einer im Zylinderkopf 3 gesteuert drehund fixierbaren Steuerwelle 10, der im Zylinderkopf 3 eine parallel angeordnete, nicht gezeigte Nockenwelle zugeordnet ist, die mit einem Nocken bei 11 auf eine Rolle 12 am Schwenkhebel 7 zur Hubbetätigung des Gaswechselventils 2 einwirkt.
Zur Bauraum sparenden, schwenkbeweglichen Anordnung des Schwenkhebels 7 ist dieser einerseits während einer nockengesteuerten und gegen eine lediglich abschnittsweise dargestellte Rückstellfeder 13 bewirkten Schwenkbewegung über die hebelendseitige Linienberührung des Wälzkörpers 8' mit der Kurvenscheibe 9 und ferner über mit Stützflächen 14 an Wellenabschnitten 15 der Steuerwelle 10 beiderseits der Kurvenscheibe 9 andererseits gleitbeweglich zusammenwirkenden Schwenkhebel-Kulissen 16 geführt.
Weiter sind zur Vermeidung reibungsbehafteter Verkantungen des Schwenkhebels 7 die mit den Schwenkhebel-Kulissen 16 zusammenwirkenden Stützflächen 14 der Wellenabschnitte 15 der Steuerwelle 10 ballig ausgebildet, wie dies in Figur 1 bei 17 unmaßstäblich dargestellt ist.
Vorteilhafterweise weisen die Stützflächen 14 eine Balligkeit von ca. 10 - 15 µm auf.
Weiter hat sich in vorteilhafter Weise herausgestellt, dass es genügt, wenn sich die balligen Stützflächen 14 jeweils von der benachbarten Kurvenscheibe 9 ausgehend jeweils über einen wesentlichen Teil des Wellenabschnittes 15 erstrecken.

Claims (3)

  1. Vorrichtung zur Hubverstellung eines Gaswechselventils im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine,
    wobei ein mit dem Gaswechselventil (2) zusammenwirkendes Übertragungselement (4) in Linienberührung steht mit einer eine Leerhubkurve (6') und eine Hubkurve (6") umfassenden Steuerbahn (6) an einem Schwenkhebel (7), der
    am anderen Hebelende (8) in Linienberührung (bei 8') steht mit einer Kurvenscheibe (9) auf einer im Zylinderkopf (3) gesteuert dreh- und fixierbaren Steuerwelle (10), wobei
    eine im Zylinderkopf (3) zur Steuerwelle (10) parallel angeordnete Nockenwelle über einen Nocken auf eine Kurvenbahn (Rolle 12) am Schwenkhebel (7) zur Hubbetätigung des Gaswechselventils (2) einwirkt,
       dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schwenkhebel (7) einerseits während einer nockengesteuerten und gegen eine Rückstellfeder (13) bewirkten Schwenkbewegung über die hebelendseitige Linienberührung (bei 8') mit der Kurvenscheibe (9) und
    ferner über mit Stützflächen (14) an Wellenabschnitten (15) der Steuerwelle (10) beiderseits der Kurvenscheibe (9) andererseits gleitbeweglich zusammenwirkenden Schwenkhebel-Kulissen (16) geführt ist, wobei
    die mit den Schwenkhebel-Kulissen (16) zusammenwirkenden Stützflächen (14) der Wellenabschnitte (15) der Steuerwelle (10) ballig ausgebildet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (14) eine Balligkeit von ca. 10 - 15 µm aufweisen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die balligen Stützflächen (14) jeweils von der benachbarten Kurvenscheibe (9) ausgehend jeweils über einen wesentlichen Teil des Wellenabschnittes (15) erstrecken.
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