EP3165724A1 - Mechanisch steuerbarer ventiltrieb - Google Patents

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EP3165724A1
EP3165724A1 EP16195780.8A EP16195780A EP3165724A1 EP 3165724 A1 EP3165724 A1 EP 3165724A1 EP 16195780 A EP16195780 A EP 16195780A EP 3165724 A1 EP3165724 A1 EP 3165724A1
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bearing
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mechanically controllable
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Definitions

  • a mechanically controllable valvetrain having an intermediate lever with at least one camshaft roller cooperating with a camshaft, at least a first roller and a second roller interconnected by a shaft, at least one third roller disposed between the first roller and the second roller wherein at least one roller with a control shaft and at least one roller in contact with a backdrop, and at least one working cam contour, which is formed on the camshaft pulley opposite end of the intermediate lever and acts on a roller rocker arm of a gas exchange valve.
  • Such mechanically controllable valve trains are known in various designs from the prior art and are used to reduce fuel consumption and emissions.
  • an intermediate lever is arranged between the roller rocker arm of the gas exchange valve and the camshaft, which actuate the roller rocker arm via a working cam contour.
  • the cam rotation is transmitted to the intermediate lever via a first roller, so that the intermediate lever and the working cam contour execute a tilting movement and thereby actuate the roller rocker arm.
  • a second roller disposed on the intermediate lever is operatively connected to a control shaft, wherein the rotation of the control shaft changes the tilting movement of the intermediate lever or the working curve contour and thereby sets the opening and closing movement of the gas exchange valve.
  • a disadvantage of such a valve train is that the division of the guide roller in two single link rollers increases the number of valve train components and thereby increases the assembly and production costs.
  • the invention is therefore based on the object according to further develop a mechanically controllable valve train of the type initially described, so that the indicated disadvantage is avoided in a simple and cost-effective manner.
  • the first bearing element arrangement preferably has a first bearing element which has a smaller diameter than the second bearing element, the second bearing element enclosing the first bearing element in an annular manner.
  • the width of the valve train can be reduced by arranging the first bearing element in the interior of the second bearing element.
  • the insects on a receiving element which is arranged radially between the first bearing member and the second bearing member. This makes it possible that only one receiving element is needed to firmly arrange the two bearing members on the intermediate lever.
  • the first bearing element arrangement has two first bearing elements, wherein the second bearing element is arranged between the two first bearing elements.
  • the second bearing member may be formed as a sliding bearing.
  • the intermediate lever between the first roller and the second roller is arranged.
  • the backdrop has a recess into which protrudes at least one roller.
  • a design of the gate is required because the outer diameter of the inner rollers is greater than the outer diameter of the outer rollers. So the slide rollers can be made smaller, which saves weight.
  • such a backdrop is used for axial guidance of the intermediate lever.
  • the in FIG. 1 shown mechanically controllable valve train comprises an intermediate lever 2 with a camshaft pulley 4, a first and second rollers 6, 8 and a third roller 10, which are arranged on the intermediate lever 2 via bearing members 26, 28, 36.
  • the camshaft pulley 4 is in contact with a cam of a camshaft 14 and transmits the camshaft rotational movement to the intermediate lever 2, so that the intermediate lever 2 makes a tilting movement due to the eccentricity of the cam of the camshaft 14.
  • the third roller 10 engages a control shaft 18 which, like the cams of the camshaft 14, is also eccentric and, due to the rotation of the control shaft 18, influences the tilting movement of the intermediate lever 2.
  • the first and second rollers 6, 8 are in contact with a link 16 and serve to guide the intermediate lever 2.
  • the opening or closing movement of the gas exchange valve 24 is determined.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the inventive arrangement of the first roller 6, the second roller 8 and the third roller 10 on the intermediate lever 2.
  • the intermediate lever 2 has two legs 38, 40 and a receiving element 30, which for the arrangement of the third roller 10 and the first and second rollers 6, 8 serve.
  • the first roller 6 and the second roller 8 are fixedly connected to each other via a shaft 12, wherein the shaft 12 extends axially through the receiving element 30.
  • the third roller 10 is larger than the receiving element 30 and radially surrounds the receiving element 30th
  • the bearing members 26, 28 are designed in this embodiment as a rolling bearing, wherein the receiving element 30 serves as an outer ring of the first bearing member 26 and as an inner ring of the second bearing member 28.
  • the inner ring of the first bearing member 26 and the outer ring of the second bearing member 28 are formed by the elements to be stored.
  • FIG. 3 now shows an alternative embodiment.
  • the bearing assembly consists of two first bearing members 26 ', 26 ", which have a common axis of rotation and between which the second bearing member 28 is provided.
  • the second bearing member is formed as a sliding bearing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen mechanisch steuerbarer Ventiltrieb mit einem Zwischenhebel (2) mit mindestens einer Nockenwellenrolle (4), die mit einer Nockenwelle (14) zusammenwirkt, mindestens einer ersten Rolle (6) und einer zweiten Rolle (8), die über eine Welle (12) miteinander verbunden sind, mindestens einer dritten Rolle (10), die zwischen der ersten Rolle (6) und der zweiten Rolle (8) angeordnet ist, wobei mindestens eine Rolle (6, 8, 10) mit einer Steuerwelle (18) und mindestens eine Rolle (6, 8, 10) mit einer Kulisse (16) in Kontakt stehen, und mindestens einer Arbeitskurvenkontur (20), die an dem zur Nockenwellenrolle (4) entgegengesetzten Ende des Zwischenhebels (2) ausgebildet ist und auf einen Rollenschlepphebel (22) eines Gaswechselventils (24) wirkt, wobei der ersten Rolle (6) und der zweiten Rolle (8) eine erste Lagerorgananordnung (25) und der dritten Rolle (10) ein zweites Lagerorgan (28) zugeordnet ist.

Description

  • Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb mit einem Zwischenhebel mit mindestens einer Nockenwellenrolle, die mit einer Nockenwelle zusammenwirkt, mindestens einer ersten Rolle und einer zweiten Rolle, die über eine Welle miteinander verbunden sind, mindestens einer dritten Rolle, die zwischen der ersten Rolle und der zweiten Rolle angeordnet ist, wobei mindestens eine Rolle mit einer Steuerwelle und mindestens eine Rolle mit einer Kulisse in Kontakt stehen, und mindestens einer Arbeitskurvenkontur, die an dem zur Nockenwellenrolle entgegengesetzten Ende des Zwischenhebels ausgebildet ist und auf einen Rollenschlepphebel eines Gaswechselventils wirkt.
  • Derartige mechanisch steuerbare Ventiltriebe sind in vielfältigen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt und werden zur Reduzierung des Kraftstoffbedarfs und der Emissionen eingesetzt. Bei diesen Ventiltrieben wird zwischen dem Rollenschlepphebel des Gaswechselventils und der Nockenwelle ein Zwischenhebel angeordnet, welcher über eine Arbeitskurvenkontur den Rollenschlepphebel betätigen. Dabei wird über eine erste Rolle die Nockendrehbewegung auf den Zwischenhebel übertragen, so dass der Zwischenhebel und die Arbeitskurvenkontur eine Kippbewegung ausführen und dadurch den Rollenschlepphebel betätigen. Eine zweite am Zwischenhebel angeordnete Rolle ist mit einer Steuerwelle wirkverbunden, wobei die Verdrehung der Steuerwelle die Kippbewegung des Zwischenhebels bzw. der Arbeitskurvenkontur verändert und dadurch die Öffnungs- und Schließbewegung des Gaswechselventils eingestellt.
  • Ein derartiger mechanisch steuerbarer Ventiltrieb ist beispielsweise in der DE 10 2010 009 399 beschrieben. Dieser Ventiltrieb umfasst einen Zwischenhebel mit einer Nockenwellenrolle, einer Steuerwellenrolle, zwei Kulissenrollen und einer am Zwischenhebel ausgebildete Arbeitskurvenkontur, mit der die Nockenwellendrehbewegung auf einen Schlepphebel übertragen wird, welcher mit einem Gaswechselventil verbunden ist. Um die Ventiltriebe möglich bauraumsparend und kompakt zu gestalten sind in dieser Ausführung die Steuerwellenrolle und die beiden Kulissenrollen auf einer Achse angeordnet, wobei die Steuerwellenrolle zwischen den beiden Kulissenrollen angeordnet ist. Die Achse ist im Zwischenhebel fest angeordnet, so dass die Steuerwellenrolle, die erste Kulissenrolle und die zweite Kulissenrolle jeweils über eine Lagerung an der Achse drehbar angeordnet sind.
  • Ein Nachteil eines derartigen Ventiltriebs ist, dass die Aufteilung der Kulissenrolle in zwei einzelne Kulissenrollen, die Anzahl der Ventiltriebkomponenten erhöht und dadurch den Montage- und Fertigungsaufwand erhöht.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen mechanisch steuerbaren Ventiltrieb der anfangs beschriebenen Gattung entsprechend weiterzuentwickeln, so dass der aufgezeigte Nachteil auf eine einfache und kostengünstige Weise vermieden wird.
  • Diese Aufgabe wird durch einen mechanisch steuerbaren Ventiltrieb mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dadurch, dass der ersten Rolle und der zweiten Rolle eine erste Lagerorgananordnung und der dritten Rolle ein zweites Lagerorgan zugeordnet ist, kann ein Lagerorgan eingespart werden. Auf diese Weise wird der Bauraum des Ventiltriebs eingespart ohne zusätzliche Montage- oder Fertigungsschritte bzw. zusätzlich Bauteil zu benötigen.
  • Vorzugsweise weist die erste Lagerorgananordnung ein erstes Lagerorgan auf, das einen kleineren Durchmesser aufweist als das zweite Lagerorgan, wobei das zweite Lagerorgan das erste Lagerorgan kreisringförmig umschließt. Dadurch lässt sich die Breite des Ventiltriebs reduzieren, indem das erste Lagerorgan im Inneren des zweiten Lagerorgans angeordnet ist.
  • In einer vorteilshaften Ausgestaltung weist der Zwischenhebei ein Aufnahmeelement auf, das radial zwischen dem ersten Lagerorgan und dem zweiten Lagerorgan angeordnet ist. Dadurch wird ermöglicht, dass nur ein Aufnahmeelement benötigt wird, um die beiden Lagerorgane am Zwischenhebel fest anzuordnen.
  • Vorzugsweise sind beide Lagerorgane als Wälzlager ausgeführt. Dadurch lassen sich die Reibungsverluste reduzieren und die Lebensdauer erhöhen. In einer bevorzugten Ausgestaltung bildet das Zwischenelement den Wälzlageraußenring des ersten Lagerorgans und den Wälzlagerinnenring des zweiten Lagerorgans. Auf diese Weise können die Wälzlagerinnenringe der Lagerorgane eingespart werden, wodurch die Kosten gesenkt und Höhe des Ventiltriebs reduziert werden.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform weist die erste Lagerorgananordnung zwei erste Lagerorgane auf, wobei das zweite Lagerorgan zwischen den zwei ersten Lagerorganen angeordnet ist. Hierbei kann das zweite Lagerorgan als Gleitlager ausgebildet sein.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der Zwischenhebel zwischen der ersten Rolle und der zweiten Rolle angeordnet. Dadurch wird die Krafteinleitung verbessert, so dass die Durchbiegung der Achse, die die beiden Rollen miteinander verbinden, gesenkt wird.
  • Vorzugsweise weist der Zwischenhebel zumindest im Bereich der Anordnung der Rollen zwei Stege auf. Dadurch wird eine kompakte Bauweise des Ventiltriebs ermöglicht, indem sowohl zwischen den beiden Stegen als auch an den axialen äußeren Enden der Stege Rollen angeordnet werden können.
  • Vorzugweise weist die Kulisse eine Aussparung auf, in die mindestens eine Rolle hineinragt. Eine derartige Ausführung der Kulisse ist erforderlich, da der Außendurchmesser der innenliegenden Rollen größer ist als der Außendurchmesser der außenliegenden Rollen. So können die Kulissenrollen kleiner ausgeführt werden, wodurch Gewicht eingespart wird. Außerdem dient eine derartige Kulisse zur axialen Führung des Zwischenhebels.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung stehen die erste Rolle und die zweite Rolle mit der Kulisse und die dritte Rolle mit der Steuerwelle in Kontakt. Alternativ stehen die erste Rolle und die zweite Rolle mit der Steuerwelle und die dritte Rolle mit der Kulisse in Kontakt. So können die zur Führung des Zwischenhebels und die zur Verstellung der Kippbewegung benötigten Rollen bauraumsparend am Zwischenhebel anordnen.
    • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung eines mechanisch steuerbaren Ventiltriebs in Seitenansicht und geschnittener Darstellung und den Zwischenhebel in geschnittener Darstellung nach I-I aus Figur 2.
    • Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines Abschnitts des Zwischenhebels in Vorderansicht und geschnittener Darstellung.
    • Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Abschnitts des Zwischenhebels in Vorderansicht und geschnittener Darstellung.
  • Der in Figur 1 dargestellte mechanisch steuerbare Ventiltrieb umfasst einen Zwischenhebel 2 mit einer Nockenwellenrolle 4, einer ersten und zweiten Rolle 6, 8 und einer dritten Rolle 10, die über Lagerorgane 26, 28, 36 am Zwischenhebel 2 angeordnet. Die Nockenwellenrolle 4 steht mit einer Nocke einer Nockenwelle 14 in Kontakt und überträgt die Nockenwellendrehbewegung auf den Zwischenhebel 2, so dass der Zwischenhebel 2 aufgrund der Exzentrizität der Nocke der Nockenwelle 14 eine Kippbewegung ausführt. Die dritte Rolle 10 greift auf eine Steuerwelle 18 an, welche wie die Nocken der Nockenwelle 14 auch, exzentrisch ausgeführt ist und durch die Verdrehung der Steuerwelle 18 die Kippbewegung des Zwischenhebels 2 beeinflusst. Die erste und zweite Rolle 6, 8 stehen mit einer Kulisse 16 in Kontakt und dienen zur Führung des Zwischenhebels 2.
  • Am der Kulisse 16 entgegengesetzten Ende des Zwischenhebels 2 ist am Zwischenhebel 2 eine Arbeitskurvenkontur 20 ausgebildet, die die Kippbewegung des Zwischenhebels 2 auf eine Schlepphebelrolle 34 überträgt, die über ein Lager in einem Schlepphebel 22 angeordnet ist. Der Schlepphebel 22 ist mit einem Gaswechselventil 24 und mit einem Ventilspielausgleichselement 32 verbunden.
  • Durch die Kippbewegung des Zwischenhebels 2, die durch die Stellung der Steuerwelle 18 und den Kontur des Nockens der Nockenwelle 14 definiert ist, wird die Öffnungs- bzw. Schließbewegung des Gaswechselventils 24 bestimmt.
  • Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung der ersten Rolle 6, der zweiten Rolle 8 und der dritten Rolle 10 am Zwischenhebel 2. Der Zwischenhebel 2 weist zwei Schenkel 38, 40 und ein Aufnahmeelement 30 auf, die zur Anordnung der dritten Rolle 10 und der ersten und zweiten Rollen 6, 8 dienen. Die erste Rolle 6 und die zweite Rolle 8 sind über eine Welle 12 miteinander fest verbunden, wobei die Welle 12 axial durch das Aufnahmeelement 30 verläuft. Die dritte Rolle 10 ist größer als das Aufnahmeelement 30 und umschließt radial das Aufnahmeelement 30.
  • Zwischen der Welle 12 und dem Aufnahmeelement 30 ist ein einziges erstes Lagerorgan 26 einer ersten Lageranordnung 25 und zwischen der dritten Rolle 10 und dem Aufnahmeelement 30 ein zweites Lagerorgan 28 angeordnet, die eine reibungsarme Drehbewegung der Welle 12 bzw. der dritten Rolle 10 ermöglichen. Die Lagerorgane 26, 28 sind in dieser Ausführung als Wälzlager ausgeführt, wobei das Aufnahmeelement 30 als Außenring des ersten Lagerorgans 26 und als Innenring des zweiten Lagerorgans 28 dient. Der Innenring des ersten Lagerorgans 26 bzw. der Außenring des zweiten Lagerorgans 28 werden durch die zu lagernden Elemente gebildet.
  • Figur 3 zeigt nun ein alternatives Ausführungsbeispiel. Hier besteht die Lageranordnung aus zwei ersten Lagerorganen 26', 26", die eine gemeinsame Drehachse aufweisen und zwischen denen das zweite Lagerorgan 28 vorgesehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das zweite Lagerorgan als Gleitlager ausgebildet.
  • Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern die erfindungsgemäße Anordnung der ersten, zweiten und dritten Rolle auch bei anderen Rollen des mechanisch steuerbaren Ventiltriebs denkbar ist.

Claims (12)

  1. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb mit einem Zwischenhebel (2) mit mindestens einer Nockenwellenrolle (4), die mit einer Nockenwelle (14) zusammenwirkt, mindestens einer ersten Rolle (6) und einer zweiten Rolle (8), die über eine Welle (12) miteinander verbunden sind, mindestens einer dritten Rolle (10), die zwischen der ersten Rolle (6) und der zweiten Rolle (8) angeordnet ist, wobei mindestens eine Rolle (6, 8, 10) mit einer Steuerwelle (18) und mindestens eine Rolle (6, 8, 10) mit einer Kulisse (16) in Kontakt stehen, und mindestens einer Arbeitskurvenkontur (20), die an dem zur Nockenwellenrolle (4) entgegengesetzten Ende des Zwischenhebels (2) ausgebildet ist und auf einen Rollenschlepphebel (22) eines Gaswechselventils (24) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Rolle (6) und der zweiten Rolle (8) eine erste Lagerorgananordnung (25) und der dritten Rolle (10) ein zweites Lagerorgan (28) zugeordnet ist.
  2. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerorgananordnung (25) ein erstes Lagerorgan (26) aufweist, das einen kleineren Durchmesser aufweist als das zweite Lagerorgan (28), wobei das zweite Lagerorgan (28) das erste Lagerorgan (26) kreisringförmig umschließt.
  3. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenhebel (2) ein Aufnahmeelement (30) aufweist, das radial zwischen dem ersten Lagerorgan (26) und dem zweiten Lagerorgan (28) angeordnet ist.
  4. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 2 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Lagerorgane (26, 28) als Wälzlager ausgeführt sind
  5. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (30) den Wälzlageraußenring des ersten Lagerorgans (26) und den Wälzlagerinnenring des zweiten Lagerorgans (28) bildet.
  6. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerorgananordnung (25) zwei erste Lagerorgane (26', 26") aufweist, wobei das zweite Lagerorgan (28) zwischen den zwei ersten Lagerorganen (26', 26") angeordnet ist.
  7. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerorgan (28) als Gleitlager ausgebildet ist.
  8. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenhebel (2) zwischen der ersten Rolle (6) und der zweiten Rolle (8) angeordnet sind.
  9. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenhebel (2) zumindest im Bereich der Anordnung der Rollen (6, 8, 10) zwei Stege (38, 40) aufweist.
  10. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulisse (16) eine Aussparung ausweist, in die mindestens eine Rolle (6, 8, 10) hineinragt.
  11. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rolle (6) und die zweite Rolle (8) mit der Kulisse (16) und die dritte Rolle (10) mit der Steuerwelle (18) in Kontakt stehen.
  12. Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rolle (6) und die zweite Rolle (8) mit der Steuerwelle (18) und die dritte Rolle (10) mit der Kulisse (16) in Kontakt stehen.
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