EP1607588A2 - Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1607588A2
EP1607588A2 EP05008708A EP05008708A EP1607588A2 EP 1607588 A2 EP1607588 A2 EP 1607588A2 EP 05008708 A EP05008708 A EP 05008708A EP 05008708 A EP05008708 A EP 05008708A EP 1607588 A2 EP1607588 A2 EP 1607588A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
cam
additional mass
belt
peripheral surface
Prior art date
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Granted
Application number
EP05008708A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1607588A3 (de
EP1607588B1 (de
Inventor
Dietmar Schwarzenthal
Mirko Bugsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Publication of EP1607588A2 publication Critical patent/EP1607588A2/de
Publication of EP1607588A3 publication Critical patent/EP1607588A3/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/08—Shape of cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/30—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of positively opened and closed valves, i.e. desmodromic valves

Definitions

  • the invention is based on a valve drive for an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
  • a generic valve train is shown in WO 01/12958 A1.
  • This Valve gear has a rotatable cam, around which a belt element is arranged, which is fixed, i. the cam turns inside of the wrapping element.
  • a gas exchange valve At the belt element is about a suspension attached a gas exchange valve, which in a known manner with a valve seat interacts.
  • the object of the invention is to optimize a valve train of the type mentioned.
  • valve train which mentioned in claim 1
  • Features includes.
  • Further embodiments of the valve train are in the dependent claims specified.
  • the advantages achieved by the invention are in a valvetrain therein too see that acceleration peaks of the gas exchange valve or the Strapping be avoided or at least reduced.
  • the acceleration peaks are advantageously prevented from causing the Wrap around the cam peripheral surface with high acceleration causing on the one hand damage to the cam peripheral surface and / or on the Entanglement element and on the other hand an excessive noise be avoided.
  • the gas exchange valve suspended from the belt is, when accelerating the valve in the opening direction, the wrapper Lift off the cam peripheral surface in the area of the valve suspension. During this designated as free flight phase phase, the gas exchange valve is only passed through the belt. With a further rotation of the cam is the Gas exchange valve pulled back towards the closed position.
  • the additional mass attached to the belt.
  • a part of the wrapping element, in particular a link of a chain the additional mass itself form by comparing it with the other parts of the Umschlingungselements, in particular other members, having an increased mass.
  • This increased mass can for example be provided by the fact that for the Member or role with the additional mass used a material with higher density becomes.
  • this member with the additional mass can also be correspondingly larger than that other members are formed to have the increased mass. The same applies if the additional mass is arranged on a roller or sleeve of the chain.
  • the wrapping element may also be in the form of a loop be formed, which - seen in the circumferential direction - is integrally formed. At the Loop can be attached to the additional mass.
  • the closed or open loop Can be designed as fabric tape, rope or plastic ring. In the circumferential direction is the wrapping element is made in one piece, but it can be several layers exhibit.
  • valve drive 1 shown in Fig. 1 for a not shown here Internal combustion engine is a rotatable cam 2, a herumrow around the cam 2, with respect to the cam 2 fixed, but deflectable by the cam 2 Strapping element 3, a fastened to the belt element 3
  • Gas exchange valve 4 is shown with a valve stem 5 and a valve plate 6, which Valve plate 6 cooperates with a valve seat 7.
  • the cam 2 is in particular rotatably mounted on a rotatable camshaft 8. It comprises a base circle section 9, an eccentric section 10 and flanks 11 and 12 lying between the base circle section 9 and the eccentric section 10, of which - due to a predetermined direction of rotation 13 of the cam 2 - the flank 11 is defined as the opening flank 11 and the flank 12 as the closing flank 12.
  • Base circle section 9, eccentric section 10 and flanks 11 and 12 form a cam peripheral surface 14 with a stroke contour which controls the stroke movement of the gas exchange valve 4.
  • the gas exchange valve 4 will be in a closed position ST shown in FIG. 1 during a rotation of the cam 2, as long as the base circle section 9 acts on the gas exchange valve referred to hereinafter merely as a valve 4.
  • the opening edge 11 of the stroke contour will initially move the valve 4 into a partial open position TT shown in FIG. 2, which here with a second rotational position DT2 of the cam 2 corresponds.
  • the valve 4 is moved to the position shown in Fig. 3 complete open position VT, which is achieved at a third rotational position DT3 of the cam 2.
  • the valve 4 is moved by the stroke contour of the cam 2 in the opening direction OR with an opening acceleration a o and lifted off the valve seat 7.
  • the circumferentially executed and closed belt 3 is in Circumferential direction UR substantially inextensible and in the first embodiment 1 to 4 composed of a plurality of juxtaposed links 15, which are articulated in joint axes 16, so that the Umschlingungselement 3 to the stroke contour of the cam peripheral surface 14 as far as possible can create.
  • the hinge axes 16 thus extend parallel to the extension of the Camshaft 8.
  • the Belt element 3 can be used as chain 18, in particular roller chain or sleeve chain, be executed.
  • the valve 4 is pivotally connected to the belt 3 in one Suspension 19 is connected to a pivot axis 20, wherein the pivot axis 20 - as the hinge axes 16 - parallel to the camshaft 8, so that the valve 4 in Double arrow 21 is pivotable.
  • the pivot axis 20 and the hinge axis 16 at a hereinafter referred to as tap element 22 Roll 17 together.
  • it can also be a holder not shown here with the Wrap member 3 may be connected to the tapping member 22 on which holder the valve 4 is pivotally hinged.
  • the tapping element 22 follows the Cam peripheral surface 14, when the cam 2 rotates, and the tap element 22nd transmits the resulting stroke to the valve 4, which on the above described movement in the opening direction OR or closing direction SR performs.
  • the circumferential length of the belt element 3 measured in the circumferential direction UR is slightly larger than the circumference measured in the same circumferential direction UR Cam 2 on the cam peripheral surface 14, so that between the cam peripheral surface 14th and wrapping element 3 a certain, in Figs. 2 to 3 exaggerated Game SP, whereby one or more rollers 17 from the cam peripheral surface 14 can take off.
  • This game SP results, for example, from manufacturing tolerances the wrapping element 3 and / or the cam 2 and / or from a Length change of the belt 3 due to wear or aging and / or from the known polygon effect. However, it can also be one desired game SP be present to compensate for the known valve clearance to be able to. If the tapping element 22 follows the cam peripheral surface 14, this turns into a ideal movement (valve lift) of the valve 4 in the opening direction OR and closing direction.
  • the picking element 22 lifts off the cam peripheral surface 14 when the picking element 22 and thus the valve 4 is moved in the opening direction OR with the opening acceleration a o .
  • This lifting of the tapping element 22 causes a deviating from the ideal valve lift stroke and can already occur while the tapping element 22 is acted upon by the opening edge 11 and the eccentric portion 10 of the cam 2.
  • the profile of the acceleration a v of the valve 4 over the angle of rotation NW of the camshaft 8 is shown in FIG. 6 in a solid line. After the opening acceleration a o from about a rotational angle of 150 ° of the camshaft 8, the pick-off element 22 lifts off the cam peripheral surface 14 until it is caught by the belt 3 after passing through the game SP.
  • This phase of the movement of the valve 4 can also be referred to as a free-flight phase FP, which is approximately up to a rotation angle of about 240 ° of the camshaft. 8 stops.
  • a free-flight phase FP the direction reversal of the movement of the valve 4 from the opening direction OR to the closing direction SR also takes place.
  • the pick-off element 22 abruptly engages the cam peripheral surface 14, resulting in an acceleration peak value BS, which becomes clear in FIG. 6 by the dashed line segment.
  • the Tap element 22 by at least one attached to the belt 3, accelerated additional mass 23 pulled back on the cam peripheral surface 14.
  • the at least one additional mass 23 can by a roller 24 with respect to the other Roll 17 increased mass be provided. It would also be possible to have multiple roles Equip 17 with an additional mass 23.
  • the additional mass 23 could additionally or alternatively attached to one of the links 15 or by a link 15 with opposite the other members 15 increased mass can be realized.
  • the additional mass 23 is in An embodiment - seen in the circumferential direction UR - at a distance AB to the Abgriffselement 22 or arranged to the suspension 19 and is - in the direction of rotation 13 - seen - the suspension 19 and the tapping element 22, preferably directly, arranged downstream, that is preferably arranged on the member 15 and / or on the roller 24, the / the tapping element 22 follows directly.
  • additional masses 23 are distributed to several members 15 are attached.
  • additional masses 23 is preferably the closest to Tap element 22 lying additional mass 23 is the largest and the other Additional masses are set lower, with more than two additional masses the other (s) Additional masses are further reduced.
  • both roles 17 and also to equip members 15 with additional masses 23 could alternatively or additionally to the tapping element 22nd Subordinate additional mass 23 in a similar manner, a member 15 and / or a roller 17th be provided with an additional mass 23 '(Fig. 1), which role 17 or which member 15 the tapping element 22 and the suspension 19 - seen in the direction of rotation 13 - with Distance AB is arranged upstream, thereby possibly lifting the tapping element 22nd could be prevented or reduced.
  • an additional mass force ZK (FIG. 4) directed away from the cam peripheral surface 14 is generated during acceleration of the additional mass 23 by the stroke contour of the cam, which - due to the inertia of mass - generates the roller 24 the additional mass 23 can lift off from the cam peripheral surface 14, which in the attached to the additional mass 23 members 15, the additional mass force ZK disintegrates into force components KT that tighten the wrap 3 and move the tapping element 22 with a contact force AK back to the cam peripheral surface 14.
  • the tapping element 22 is again located on the cam peripheral surface 14 before the start of the closing contour a s caused by the stroke contour, and the previously described hard tapping of the tapping element 22 on the cam peripheral surface 14 remains or is at least reduced, as can be seen from the solid line in FIG. 6 shown acceleration curve a v of the valve 4 is apparent.
  • the maximum speed of the valve train 1 and thus the occurring acceleration a v can be taken into account in the determination of the additional mass 23.
  • the additional mass 23, which is partially arranged on the wrap element 3, is chosen to be smaller than the mass of the valve 4.
  • a second embodiment shown in Fig. 5 is the Belting element 3 of the valve train 1 as a circumferential, flexible loop 25th executed, which - in the circumferential direction UR - preferably integrally formed, however can be made of several layers 26, 27 or only one layer 26 or 27.
  • the loop 25 is - in an analogous manner to the embodiment of FIG. 1 to 4 - with an additional mass 23 provided on the loop 25, for example, outside, attached or within the loop 25, for example, between two layers 26, 27 as Insert, can be attached.
  • the same or the same effect Parts as shown in FIGS. 1 to 4 provided with the same reference numerals.

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

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit einem drehbaren Nocken, einem um den Nocken angeordneten Umschlingungselement, einem Gaswechselventil und mit einer Aufhängung für das Gaswechselventil an dem Umschlingungselement. Zur Optimierung des Ventiltriebs (1) wird vorgeschlagen, dass das Umschlingungselement (3) - in Umfangsrichtung (UR) des Umschlingungselements (3) gesehen - mit Abstand (AB) zu der Aufhängung (19) partiell eine Zusatzmasse (23) aufweist.

Description

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein gattungsbildender Ventiltrieb ist der WO 01/12958 A1 zu entnehmen. Dieser Ventiltrieb besitzt einen drehbaren Nocken, um den ein Umschlingungselement angeordnet ist, welches feststehend ausgebildet ist, d.h. der Nocken dreht sich innerhalb des Umschlingungselements. An dem Umschlingungselement ist über eine Aufhängung ein Gaswechselventil befestigt, welches in bekannter Weise mit einem Ventilsitz zusammenwirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventiltrieb der eingangs genannten Art zu optimieren.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Ventiltrieb, der die in Anspruch 1 genannten Merkmale umfasst. Weitere Ausgestaltungen des Ventiltriebs sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind bei einem Ventiltrieb darin zu sehen, dass Beschleunigungsspitzenwerte des Gaswechselventils bzw. des Umschlingungselements vermieden oder zumindest verringert werden. Durch Vermeidung der Beschleunigungsspitzenwerte wird in vorteilhafter Weise verhindert, dass das Umschlingungselement mit hoher Beschleunigung auf die Nockenumfangsfläche trifft, wodurch einerseits Beschädigungen an der Nockenumfangsfläche und/oder an dem Umschlingungselement sowie andererseits eine übermäßige Geräuschentwicklung vermieden werden. Da das Gaswechselventil an dem Umschlingungselement aufgehängt ist, kann beim Beschleunigen des Ventils in Öffnungsrichtung das Umschlingungselement im Bereich der Aufhängung für das Ventil von der Nockenumfangsfläche abheben. Während dieser als Freiflugphase bezeichneten Phase wird das Gaswechselventil lediglich durch das Umschlingungselement geführt. Bei einer Weiterdrehung des Nockens wird das Gaswechselventil wieder in Richtung Schließstellung gezogen. Da das Umschlingungselement im Bereich der Aufhängung jedoch von der Nockenumfangsfläche teilweise abgehoben sein kann, wird dieses bei Weiterdrehung des Nockens wieder an die Nockenumfangsfläche herangezogen. Um dabei hohe Beschleunigungsspitzenwerte zu vermeiden, ist die Zusatzmasse vorgesehen. Bei entsprechender Drehung des Nockens wird die Zusatzmasse mit einer von der Nockenumfangsfläche weggerichteten Zusatzmassenkraft beschleunigt, so dass das Umschlingungselement an der Zusatzmasse von der Nockenumfangsfläche abgehoben wird. Dadurch wird jedoch das Umschlingungselement im Bereich der Aufhängung für das Gaswechselventil wieder an die Nockenumfangsfläche herangezogen, wodurch das harte Aufsetzen des Umschlingungselements im Bereich der Aufhängung vermieden wird.
Nach einer in Anspruch 2 angegebenen Weiterbildung der Erfindung kann die Zusatzmasse - in Drehrichtung des Nockens gesehen - der Aufhängung mit Abstand vor-und/oder nachgeordnet sein, um beispielsweise das Abheben des Umschlingungselements im Bereich der Aufhängung für das Gaswechselventil zu vermindern bzw. um - wie vorstehend erwähnt - die Beschleunigung des Umschlingungselements im Bereich der Aufhängung zu vermindern, wenn das Umschlingungselement wieder auf die Nockenumfangsfläche gelegt wird.
Gemäß einem in Anspruch 4 angegebenen Ausführungsbeispiel wird die Zusatzmasse an dem Umschlingungselement befestigt. Bei einer in Anspruch 5 bzw. 6 angegebenen Ausführungsalternative kann ein Teil des Umschlingungselements, insbesondere ein Glied einer Kette, die Zusatzmasse selbst bilden, indem es gegenüber den anderen Teilen des Umschlingungselements, insbesondere anderer Glieder, eine erhöhte Masse aufweist. Diese erhöhte Masse kann beispielsweise dadurch bereitgestellt werden, dass für das Glied bzw. die Rolle mit der Zusatzmasse ein Werkstoff mit höherer Dichte verwendet wird. Dieses Glied mit der Zusatzmasse kann jedoch auch entsprechend größer als die übrigen Glieder ausgebildet sein, um die erhöhte Masse aufzuweisen. Gleiches gilt, wenn die Zusatzmasse an einer Rolle oder Hülse der Kette angeordnet ist.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Umschlingungselement auch als Schlaufe ausgebildet sein, die - in Umfangsrichtung gesehen - einstückig ausgebildet ist. An der Schlaufe kann die Zusatzmasse befestigt sein. Die geschlossene oder offene Schlaufe kann als Gewebeband, Seil oder Kunststoffring ausgeführt sein. In Umfangsrichtung ist das Umschlingungselement einstückig ausgeführt, es kann jedoch mehrere Lagen aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis 4
einen Ventiltrieb nach einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem Nocken in unterschiedlichen Drehstellungen,
Fig. 5
einen Ventiltrieb nach einem zweiten Ausführungsbeispiel und
Fig. 6
ein Diagramm, in dem die Beschleunigung des Gaswechselventils über dem Drehwinkel der Nockenwelle angegeben ist.
Von einem in Fig. 1 gezeigten Ventiltrieb 1 für eine hier nicht weiter dargestellte Brennkraftmaschine ist ein drehbarer Nocken 2, ein um den Nocken 2 herumgelegtes, bezüglich des Nockens 2 feststehendes, jedoch durch den Nocken 2 auslenkbares Umschlingungselement 3, ein an dem Umschlingungselement 3 befestigtes Gaswechselventil 4 mit einem Ventilschaft 5 und einem Ventilteller 6 gezeigt, welcher Ventilteller 6 mit einem Ventilsitz 7 zusammenwirkt.
Der Nocken 2 ist insbesondere drehfest auf einer drehantreibbaren Nockenwelle 8 befestigt. Er umfasst einen Grundkreisabschnitt 9, einen Exzenterabschnitt 10 sowie zwischen Grundkreisabschnitt 9 und Exzenterabschnitt 10 liegende Flanken 11 und 12, von denen - aufgrund einer vorgegeben Drehrichtung 13 des Nockens 2 - die Flanke 11 als Öffnungsflanke 11 und die Flanke 12 als Schließflanke 12 definiert ist. Grundkreisabschnitt 9, Exzenterabschnitt 10 sowie Flanken 11 und 12 bilden eine Nockenumfangsfläche 14 mit einer Hubkontur, die die Hubbewegung des Gaswechselventils 4 steuert. Durch diese Hubkontur wird sich bei einer Drehung des Nockens 2 das Gaswechselventil 4 in einer in Fig. 1 gezeigte Schließstellung ST befinden, solange der Grundkreisabschnitt 9 auf das im folgenden lediglich als Ventil 4 bezeichnete Gaswechselventil wirkt. Ausgehend von der in Fig. 1 gezeigten ersten Drehstellung DT1 des Nockens 2 wird bei seiner Drehung in Richtung 13 zunächst die Öffnungsflanke 11 der Hubkontur das Ventil 4 in eine in Fig. 2 gezeigte Teilöffnungsstellung TT bewegen, die hier mit einer zweiten Drehstellung DT2 des Nockens 2 korrespondiert. Durch weitere Drehung des Nockens 2 in Drehrichtung 13 wird das Ventil 4 in die in Fig. 3 gezeigte vollständige Öffnungsstellung VT bewegt, die bei einer dritten Drehstellung DT3 des Nockens 2 erreicht wird. Ausgehend von der Schließstellung ST über die Teilöffnungsstellung TT bis die Öffnungsstellung VT wird das Ventil 4 durch die Hubkontur des Nockens 2 in Öffnungsrichtung OR mit einer Öffnungsbeschleunigung ao bewegt und vom Ventilsitz 7 abgehoben. Durch weitere Drehung des Nockens 2 in Drehrichtung 13 wird die Bewegungsrichtung des Ventil 4 in eine Schließrichtung SR mit einer Schließbeschleunigung as umgekehrt, wie dies Fig. 4 im Zusammenhang mit einer vierten Drehstellung DT4 des Nockens 2 und einer Teilschließstellung TS des Ventil 4 dargestellt ist. Bei entsprechender Weiterdrehung des Nockens 2 in Drehrichtung 13 wird dieser schließlich wieder die erste Drehstellung DT1 in Fig. 1 einnehmen. In Öffnungsrichtung OR wird das Ventil 4 durch den Nocken 2 bewegt. In Schließrichtung SR hingegen wird das Ventil 4 von dem Umschlingungselement 3 zurück gezogen, da das flexible Umschlingungselement 3 entsprechend der Hubkontur des Nockens 2 ausgelenkt wird. Diese Funktion des somit zwangsgesteuerten Ventils 4 ist im Stand der Technik jedoch bekannt, so dass hierauf nicht weiter eingegangen wird.
Das umlaufend ausgeführte und geschlossene Umschlingungselement 3 ist in Umfangsrichtung UR im wesentlichen undehnbar und im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 4 aus mehreren aneinander gereihten Gliedern 15 zusammengesetzt, die in Gelenkachsen 16 gelenkig miteinander verbunden sind, so dass sich das Umschlingungselement 3 an die Hubkontur der Nockenumfangsfläche 14 weitestgehend anlegen kann. Die Gelenkachsen 16 verlaufen also parallel zur Erstreckung der Nockenwelle 8. Um die Gelenkachsen 16 können feststehende Hülsen oder - wie für das erste Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 angenommen - drehbare Rollen 17 angeordnet sein, die sich auf der Nockenumfangsfläche 14 abstützen. Das Umschlingungselement 3 kann als Kette 18, insbesondere Rollenkette oder Hülsenkette, ausgeführt sein. Das Ventil 4 ist schwenkbar mit dem Umschlingungselement 3 in einer Aufhängung 19 mit einer Schwenkachse 20 verbunden, wobei die Schwenkachse 20 - wie die Gelenkachsen 16 - parallel zur Nockenwelle 8 verläuft, so dass das Ventil 4 in Doppelpfeilrichtung 21 schwenkbar ist. Im Ausführungsbeispiel fallen die Schwenkachse 20 und die Gelenkachse 16 bei einer im folgenden als Abgriffselement 22 bezeichneten Rolle 17 zusammen. Es kann jedoch auch ein hier nicht gezeigter Halter mit dem Umschlingungselement 3 an dem Abgriffselement 22 verbunden sein, an welchem Halter das Ventil 4 schwenkbar angelenkt ist. Das Abgriffselement 22 folgt der Nockenumfangsfläche 14, wenn der Nocken 2 sich dreht, und das Abgriffselement 22 überträgt den daraus resultierenden Hub auf das Ventil 4, das darauf die vorstehend beschriebene Bewegung in Öffnungsrichtung OR bzw. Schließrichtung SR ausführt.
Die in Umfangsrichtung UR gemessene Umfangslänge des Umschlingungselements 3 ist geringfügig größer als der in gleicher Umfangsrichtung UR gemessene Umfang des Nockens 2 an der Nockenumfangsfläche 14, so dass zwischen Nockenumfangsfläche 14 und Umschlingungselement 3 ein gewisses, in den Fig. 2 bis 3 übertrieben dargestelltes Spiel SP vorliegt, wodurch eine oder mehrere Rollen 17 von der Nockenumfangsfläche 14 abheben können. Dieses Spiel SP resultiert beispielsweise aus Fertigungstoleranzen des Umschlingungselements 3 und/oder des Nockens 2 und/oder aus einer Längenänderung des Umschlingungselements 3 aufgrund Verschleiß bzw. Alterung und/oder aus dem an sich bekannten Polygoneffekt. Es kann jedoch auch ein gewünschtes Spiel SP vorhanden sein, um das an sich bekannte Ventilspiel ausgleichen zu können. Folgt das Abgriffselement 22 der Nockenumfangsfläche 14 stellt sich eine ideale Bewegung (Ventilhub) des Ventils 4 in Öffnungsrichtung OR und Schließrichtung ein.
Aufgrund der Umfangslänge des Umschlingungselements 3 hebt jedoch das Abgriffselement 22 von der Nockenumfangsfläche 14 ab, wenn das Abgriffselement 22 und damit das Ventil 4 in Öffnungsrichtung OR mit der Öffnungsbeschleunigung ao bewegt wird. Dieses Abheben des Abgriffselements 22 bewirkt einen von dem idealen Ventilhub abweichenden Hub und kann bereits auftreten, während das Abgriffselement 22 von der Öffnungsflanke 11 bzw. von dem Exzenterabschnitt 10 des Nockens 2 beaufschlagt wird. Der Verlauf der Beschleunigung av des Ventils 4 über dem Drehwinkel NW der Nockenwelle 8 ist in Fig. 6 in durchgezogener Linie dargestellt. Nach der Öffnungsbeschleunigung ao etwa ab einem Drehwinkel von 150° der Nockenwelle 8 hebt das Abgriffselement 22 von der Nockenumfangsfläche 14 ab bis es von dem Umschlingungselement 3 nach Durchlaufens des Spiels SP gefangen wird. Das Ventil 4 wird dabei durch das Umschlingungselement 3 geführt und das Abgriffselement 22 hat keinen Kontakt zur Nockenumfangsfläche 14. Diese Phase der Bewegung des Ventils 4 kann auch als Freiflugphase FP bezeichnet werden, die etwa bis zu einem Drehwinkel von ca. 240° der Nockenwelle 8 anhält. Während dieser Freiflugphase FP findet auch die Richtungsumkehr der Bewegung des Ventils 4 von der Öffnungsrichtung OR in die Schließrichtung SR statt. Nach dieser Freiflugphase FP setzt das Abgriffselement 22 schlagartig auf die Nockenumfangsfläche 14 auf, wodurch es zu einem Beschleunigungsspitzenwert BS kommt, was in Fig. 6 durch den gestrichelt eingezeichneten Linienabschnitt deutlich wird.
Um dieses schlagartige und harte Aufsetzen des Abgriffselements 22 auf die Nockenumfangsfläche 14 zu vermeiden bzw. zumindest zu verringern, wird das Abgriffselement 22 durch zumindest eine am Umschlingungselement 3 angebrachte, beschleunigbare Zusatzmasse 23 wieder auf die Nockenumfangsfläche 14 gezogen. Die zumindest eine Zusatzmasse 23 kann durch eine Rolle 24 mit gegenüber den anderen Rollen 17 erhöhter Masse bereit gestellt werden. Es wäre auch denkbar, mehrere Rollen 17 mit einer Zusatzmasse 23 auszustatten. Die Zusatzmasse 23 könnte zusätzlich oder alternativ an einem der Glieder 15 angebracht oder durch ein Glied 15 mit gegenüber den anderen Glieder 15 erhöhter Masse realisiert werden. Die Zusatzmasse 23 ist in einem Ausführungsbeispiel - in Umfangsrichtung UR gesehen - mit Abstand AB zu dem Abgriffselement 22 bzw. zu der Aufhängung 19 angeordnet und ist - in Drehrichtung 13 - gesehen - der Aufhängung 19 bzw. dem Abgriffselement 22, vorzugsweise direkt, nachgeordnet, also vorzugsweise an dem Glied 15 und/oder an der Rolle 24 angeordnet, das/die dem Abgriffselement 22 direkt folgt. Sind - in Umfangsrichtung UR gesehen - mehrere Zusatzmassen 23 vorgesehen, können diese direkt nacheinander oder ggf. auch mit einem Abstand dazwischen am Umschlingungselement 3 angebracht sein, welcher Abstand größer als die Länge LA eines Gliedes 15 ist. So könnte zwischen zwei Rollen 24 mit Zusatzmasse 23 zumindest eine Rolle 17 ohne Zusatzmasse 23 liegen. Gleiches gilt auch, wenn Zusatzmassen 23 verteilt an mehreren Gliedern 15 angebracht sind. Sind mehrere Zusatzmassen 23 vorgesehen, wird vorzugsweise die am nächsten zum Abgriffselement 22 liegende Zusatzmasse 23 am größten gewählt und die anderen Zusatzmassen geringer festgelegt, wobei bei mehr als zwei Zusatzmassen die weitere(n) Zusatzmassen weiter verringert sind. Denkbar wäre es überdies, sowohl Rollen 17 als auch Glieder 15 mit Zusatzmassen 23 auszustatten. In einem anderen Ausführungsbeispiel könnte alternativ oder zusätzlich zu der dem Abgriffselement 22 nachgeordneten Zusatzmasse 23 in analoger Weise ein Glied 15 und/oder eine Rolle 17 mit einer Zusatzmasse 23' (Fig. 1) versehen werden, welche Rolle 17 bzw. welches Glied 15 dem Abgriffselement 22 bzw. der Aufhängung 19 - in Drehrichtung 13 gesehen - mit Abstand AB vorgeordnet ist, wodurch ggf. ein Abheben des Abgriffselements 22 verhindert bzw. vermindert werden könnte.
Zur Funktion: Hat das Abgriffselement 22 von der Nockenumfangsfläche 14 abgehoben, wird beim Beschleunigen der Zusatzmasse 23 durch die Hubkontur des Nockens eine von der Nockenumfangsfläche 14 weggerichtete Zusatzmassenkraft ZK (Fig. 4) erzeugt, die - bedingt durch die Massenträgheit - die Rolle 24 mit der Zusatzmasse 23 von der Nockenumfangsfläche 14 abheben lässt, wodurch in den an der Zusatzmasse 23 befestigten Gliedern 15 die Zusatzmassenkraft ZK in Kraftteilkomponenten KT zerfällt, die das Umschlingungselement 3 straffen und das Abgriffselement 22 mit einer Anlegekraft AK wieder auf die Nockenumfangsfläche 14 bewegen. Dadurch befindet sich das Abgriffselement 22 vor Beginn der durch die Hubkontur hervorgerufenen Schließbeschleunigung as wieder auf der Nockenumfangsfläche 14 und das zuvor beschriebene harte Aufsetzten des Abgriffselements 22 auf die Nockenumfangsfläche 14 bleibt aus oder wird zumindest vermindert, was aus dem mit durchgezogener Linie in Fig. 6 gezeigten Beschleunigungsverlauf av des Ventil 4 hervorgeht.
Die Zusatzmasse 23 bzw. die Gesamtmasse der Rolle 24 bzw. des mit Zusatzmasse versehenen Gliedes 15 wird aus der bekannten Beziehung F = m · a ermittelt, mit F = Kraft, m = Masse und a = Beschleunigung, wobei die zu erzielende Zusatzmassenkraft ZK in Abhängigkeit der zu beschleunigenden Masse des Ventil 4 gewählt wird. Die Maximaldrehzahl des Ventiltriebs 1 und damit die auftretende Beschleunigung av kann bei der Ermittlung der Zusatzmasse 23 berücksichtigt werden. Um die Gesamtmasse des Ventiltriebs 1 gering zu halten, wird in bevorzugter Ausführungsform die partiell am Umschlingungselement 3 angeordnete Zusatzmasse 23 geringer gewählt als die Masse des Ventils 4.
Gemäß einem zweiten in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Umschlingungselement 3 des Ventiltriebs 1 als umlaufende, flexible Schlaufe 25 ausgeführt, die - in Umfangsrichtung UR - vorzugsweise einstückig ausgebildet ist, jedoch aus mehreren Lagen 26, 27 oder lediglich einer Lage 26 oder 27 hergestellt sein kann. Die Schlaufe 25 ist - in analoger Weise zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 4 - mit einer Zusatzmasse 23 ausgestattet, die an der Schlaufe 25, beispielsweise außen, befestigt oder innerhalb der Schlaufe 25, beispielsweise zwischen zwei Lagen 26, 27 als Einlegeteil, angebracht sein kann. Ansonsten sind in Fig. 5 gleiche bzw. gleich wirkende Teile wie in den Fig. 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen versehen.

Claims (8)

  1. Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit einem drehbaren Nocken, einem um den Nocken angeordneten Umschlingungselement, einem Gaswechselventil und mit einer Aufhängung für das Gaswechselventil an dem Umschlingungselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungselement (3) - in Umfangsrichtung (UR) des Umschlingungselements (3) gesehen - mit Abstand (AB) zu der Aufhängung (19) partiell eine Zusatzmasse (23) aufweist.
  2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (23) - in Drehrichtung (13) des Nockens (2) gesehen - der Aufhängung (19) mit Abstand (AB) vor - und/oder nachgeordnet ist.
  3. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungselement (3) in Umfangsrichtung (UR) im wesentlichen undehnbar ausgeführt ist.
  4. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (23) an dem Umschlingungselement (3) befestigt ist.
  5. Ventiltrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungselement (3) aus mehreren beweglich aneinander gereihten Gliedern (15) zusammengesetzt ist, und dass die Zusatzmasse (23) durch eines der Glieder (15) gebildet ist, das gegenüber den anderen Gliedern eine erhöhte Masse aufweist.
  6. Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Glied (15) eine Rolle (17, 24) oder Hülse aufweist, die sich auf der Umfangsfläche (14) des Nockens (2) abstützt, und dass die Rolle (24) oder Hülse die Zusatzmasse (23) aufweist.
  7. Ventiltrieb nach Anspruch 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungselement (3) als Kette (18) ausgebildet ist.
  8. Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungselement (3) als - in Umfangsrichtung (UR) gesehen - einstückige Schlaufe (25) ausgebildet ist, welche Schlaufe (25) die Zusatzmasse (23) aufweist.
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