WO1997045626A1

WO1997045626A1 - Als schwing- bzw. kipphebel ausgebildeter nockenfolger eines ventiltriebs einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: WO1997045626A1
Application number: PCT/EP1997/001398
Authority: WO
Inventors: Thomas RÖMMER; Dieter Schmidt
Original assignee: INA Wälzlager Schaeffler oHG
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 1997-12-04
Also published as: DE19621463A1; DE19780502D2; US6055951A; KR20000016098A

Abstract

Ein Schwinghebel (1) ist zur gleichzeitigen Beaufschlagung von drei gleichwirkenden Gaswechselventilen ausgebildet. Zur fertigungstechnischen Vereinfachung einer Hydraulikmittelzufuhr seiner auf Ventilschaftenden ruhenden hydraulischen Spielausgleichselemente (4) und zur Verhinderung von unnötigen Hydraulikmittelverlusten ist es erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Schwinghebel (1) lediglich einen zentralen Pfad (12) zur Zuleitung zu sämtlichen Spielausgleichselementen (4) anzuordnen. Dieser Pfad (12) verläuft dabei nahe einer Quermittelebene des Schwinghebels (1) und mündet in einen als Durchgangsbohrung ausgebildeten Querpfad (10) zu den einzelnen Spielausgleichselementen (4).

Description

Bezeichnung der Erfindung

Als Schwing- bzw. Kipphebel ausgebildeter Nockenfolger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen als Schwing- bzw. Kipphebel ausgebildeten Nocken- folger eines Ventiltriebs einer Brennkraftmaschine nach den oberbegriffsbilden¬ den Merkmalen des Anspruchs 1 .

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Nockenfolger ist beispielsweise aus der DE-OS 44 27 706 vor- bekaπnt. Dieser ist als Schwinghebel ausgebildet, der an seinem einen Ende verdrehbeweglich auf einer Schwenkachse gelagert ist. Dieser Schwinghebel bzw. das Schwinghebelsystem ist hier im älteren Stand der Technik zur gleich¬ zeitigen Beaufschlagung von zwei Gaswechselventilen vorgesehen. Der Schwenkachse gegenüberliegend sind im Hebelsystem insgesamt zwei hydrauli¬ sche Spielausgleichselemente positioniert, welche unmittelbar auf gleichwirken¬ de Gaswechselventile einwirken. Dabei ist, wie beispielsweise aus Figur 3 des vorbekannten Dokuments hervorgeht, in der Schwenkachse je ein Radialpfad zur separaten Zuleitung von Hydraulikmittel zu jedem Spielausgleichselement vorgesehen. Ausgehend von diesem Radialpfad schließt sich im Hebelsystem wiederum je ein separater Pfad zu jedem Spielausgleichselement an. Diese separaten Pfade erhöhen in nachteiliger Weise den Fertigungsaufwand für das gesamte System. Gleichzeitig ist, da das Hydraulikmittel hier im Randbereich des Hebelsystems zugeleitet wird, mit erheblichen Hydraulikmittelverlusten zu rechnen, wodurch die Förderkapazität der Hydraulikmittelpumpe evtl. erhöht werden muß.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Hebel der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und insbesondere die bisher im älteren Stand der Technik zu verzeichnen- den Hydraulikmittelverluste sowie der Fertigungsaufwand zur Herstellung derartiger Hydraulikmittelbohrungen minimiert ist. Gleichzeitig soll ein Hebel geschaffen werden, durch welchen der Gaswechselprozeß der Brennkraftma¬ schine zusätzlich optimiert ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, wobei zweckmäßige Fortbildungen der Erfindung Gegenstand der Unter¬ ansprüche sind, welche auch selbständig schutzfähige Maßnahmen enthalten können.

Durch den nunmehr aufgezeigten erfindungsgemäßen einen zentralen Pfad, welcher in Fortbildung der Erfindung insbesondere Anwendung finden soll in einem Hebel zur Beaufschlagung von drei gleichwirkenden Gaswechselventilen, sind die bisher zu verzeichnenden Hydraulikmittelverluste stark minimiert. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß die Hydraulikmittelzufuhr in das Hebelsystem nicht mehr im Randbereich erfolgt, sondern im Bereich einer Quermittelebene des Nockenfolgers. Somit wurde die Leckspaltlänge am Dreh¬ abgriff positiv verlängert. Gleichfalls ist durch den lediglich einen Ölpfad zur Zuleitung des Hydraulikmittels der Fertigungsaufwand minimiert, da auf die weiteren Ölpfade verzichtet werden kann. Der Schutzumfang dieser Erfindung bezieht sich jedoch nicht nur auf Lösungen von Hebeln zur gleichzeitigen Beaufschlagung von drei oder zwei Gaswechselventilen, denkbar ist auch eine höhere Zahl von gleichwirkenden Gaswechselventilen.

Eine einfache Maßnahme einer Weiterleitung des Hydraulikmittels zu den einzelnen Verbrauchern ist in einem weiteren Unteranspruch beschrieben. Demnach ist ein als Durchgangsbohrung vorgesehener Querpfad endseitig des zentralen Pfades vorgesehen, in welchen Querpfad die Spielausgleichselemente eingesetzt sind. Denkbar ist auch eine Lösung, bei welcher die Spielausgleichs¬ elemente mit ihrer Achse nicht 100 %ig parallel zur Quermittelebene des Hebels verlaufen bzw. nicht exakt den Querpfad zentrisch schneiden.

In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, das mittlere der drei hydraulischen Spielausgleichselemente gegenüber einer Verbindungslinie der zwei äußeren Spielausgleichselemente zu desaxieren. Diese Maßnahme ist insbesondere aus Bauraumgründen am jeweiligen Zylinderkopf erforderlich.

Gleichzeitig ist es vorgeschlagen, die Spielausgleichselemente in separaten ringähnlichen Teilen zu positionieren, durch welche Teile sich eine Feinbear¬ beitung der Aufnahmen des Hebels erübrigt. Gleichzeitig dienen in vorteilhafter Weise diese Teile dazu, die Querbohrung axial nach außen gegen einen un¬ erwünschten Übertritt von Hydraulikmittel zu verschließen und durch eine in ihnen befindliche Öffnung einen ungehinderten Übertritt des Hydraulikmittels zu den Spielausgleichselementen zu gewährleisten.

Des weiteren ist es Gegenstand der Erfindung, beidseitig des mittigen Spielaus¬ gleichselements in der Querbohrung je einen Hohlbolzen zu positionieren, durch dessen Bohrung zum einen das Hydraulikmittel zu den äußeren Spielaus¬ gleichselementen auf einfache Art und Weise geleitet werden kann. Zum anderen dient dieser Hohlbolzen als zweckmäßige Lagerungsmöglichkeit für einen beispielsweise als Wälzlager ausgebildeten Nockengegenläufer. Denkbar ist an dieser Stelle jedoch auch ein Gleitabgriff bzw. eine Gleitlagerung des Nockengegenläufers. In Fortbildung der Erfindung soll der Schwinghebel in Draufsicht betrachtet gabelförmig ausgebildet sein, wobei dessen Gabelenden eine ringförmige Erweiterung besitzen. Durch diese gabelförmige Ausbildung ist der Nockenfol¬ ger zusätzlich hinsichtlich seiner Masse optimiert, was sich positiv auf die oszillierenden Ventiltriebsmassen auswirkt.

Vom Schutzbereich dieser Erfindung sind insbesondere Schwing- bzw. Kipp¬ hebel umfaßt, wobei die Erfindung hier lediglich anhand eines Schwinghebelsy¬ stems beschrieben ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Zweckmäßigerweise ist die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläuert. Es zeigen:

Figur 1 eine räumliche Ansicht eines als Schwinghebel ausgebildeten Nockenfolgers;

Figur 2 einen Querschnitt durch den Nockenfolger nach Figur 1 im Bereich seiner Querbohrung und

Figur 3 einen Längsschnitt durch den Nockenfolger nach Figur 1 entlang einer Verbindungslinie zwischen Axiallinien der zwei äußeren Spielausgleichselemente.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Aus Figur 1 geht ein als Schwinghebel 1 ausgebildeter Nockenfolger hervor. Dieser Schwinghebel 1 wirkt mit seinem einen Ende 2 über seine Unterseite 3 mittels drei hydraulischer Spielausgleichselemente 4 auf nicht dargestellte Ventilschaftenden von Gaswechselventilen im Hubsinne ein. Beispielsweise kann dieser Schwinghebel 1 zur Beaufschlagung von Einlaßventilen ausgebildet sein. Mit seinem anderen Ende 5 ist der Hebel 1 über seine Bohrung 6 schwenkbeweglich auf einem nicht näher dargestellten Drehzentrum gelagert.

Wie sich der Fachmann zusätzlich aus Figur 1 entnehmen kann, ist der Schwinghebel 1 in Draufsicht betrachtet gabelförmig ausgebildet. Dabei besit¬ zen die einzelnen Gabelenden 7 je eine ringförmige Erweiterung 8 zur Auf¬ nahme der später zu erläuternden Aufnahmen 9 für die Spielausgleichselemente 4.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch den Schwinghebel 1 im Bereich seines Querpfades 10. Wie dieser Figur zu entnehmen ist, geht von der Bohrung 6 des Drehzentrums ein zentraler Pfad 12 aus. Dieser Pfad 12 verläuft in etwa entlang einer Quermittelebene des Schwinghebels 1 . Auf der Seite des Endes 2 des Schwinghebels 1 mündet der Pfad 12 in den Querpfad 10. Dabei dienen die Pfade 12, 10 einer Weiterleitung von Hydraulikmittel zu den Spielausgleichs¬ elementen 4 im Schwinghebel 1 . Diese Spielausgleichselemente 4 sind hier endseitig der Bohrung 10 sowie mittig angeordnet. Dadurch, daß im Schwinghe¬ bel 1 lediglich ein zentraler Pfad 1 2, ausgehend von der Bohrung 6, appliziert ist, gestaltet sich zum einen dessen Fertigungsaufwand relativ günstig. Zum anderen ist nicht mehr, wie beschreibungseinleitend näher dargelegt, mit den bisher im Stand der Technik zu verzeichnenden Hydraulikmittelverlusten zu rechnen, da der Pfad 12 axial relativ weit entfernt von Stirnseiten 1 3, 14 des einzelnen Schwinghebels 1 ist und somit eine relativ große Leckspaltlänge vor¬ liegt.

Wie aus Figur 2 zusätzlich hervorgeht, ist das mittlere Spielausgleichselement 4 axial außerhalb einer Verbindungslinie zwischen den äußeren Spielausgleichs¬ elementen 4 in Richtung zum Ende 2 hin versetzt. Beidseitig des mittleren Spielausgleichselements 4 verläuft im Querpfad 10 je ein Hohlbolzen 1 5. Der Hohlbolzen 1 5 bildet mit seiner Bohrung 16 einen Teilbereich des Querpfades 10 zur Weiterleitung des Hydraulikmittels zu den äußeren Spielausgleichs¬ elementen 4. Gleichzeitig ist auf jedem Hohlbolzen 1 5 über eine Wälzlagerung 1 7 je ein Ring 18 verdrehbeweglich angeordnet. Dieser Ring 18 ist hier als Nockengegen laufer ausgebildet. Durch diese Walzlagerung 1 7 mit Ring 1 8 ist somit ein reibungsarmer Abgriff des Nockenhubes am Schwinghebel 1 herge¬ stellt.

Wie ebenfalls den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, sind die Spielausgleichs- elemente 4 in Aufnahmen 9 angeordnet, welche den Durchmesser des Quer¬ pfades 10 erweitern. Dabei verlaufen die beiden äußeren Aufnahmen 9 mit ihrer Achse parallel zur Quermittelebene des Schwinghebels 1 und schneiden in etwa die Achse des Querpfades 10 orthogonal. In jeder Aufnahme 9 ist ein ringähnliches Teil 23 befestigt, in welchem unmittelbar das betreffende Spiel¬ ausgleichselement 4 verläuft. In Richtung zur Quermittelebene, d. h. in Rich¬ tung zum Pfad 12, besitzt jedes Teil 23 eine Öffnung 20. Diese Öffnungen 20 erlauben einen Übertritt des im Querpfad 10 anstehenden Hydraulikmittels ins Innere der Spielausgleichselemente 4. Gleichzeitig ist durch die Teile 23 ein einfacher Abschluß des Querpfades 10 axial nach außen geschaffen.

Die Teile 23 können auch alternativ als Verliersicherungen für die Spielaus¬ gleichselemente 4 hergestellt werden, indem diese beispielsweise auf der Seite der Unterseite 3 einen radial einwärts gerichteten Kragen (nicht dargestellt) aufweisen, durch welchen die Spielausgleichselemente 4 insbesondere wahrend eines Transportes der Schwinghebel 1 gesichert sind. Ebenso ist es denkbar, jedoch nicht näher dargestellt, daß im Bereich einer Ringnut 21 am Außen¬ mantel 22 des jeweiligen Spielausgleichselements 4 ein Sicherungsring verläuft, welcher zum Zwecke einer Verliersicherung des Spielausgleichselements 4 einen Anschlag am ringähnlichen Teil 23 erfahrt.

Bezugszeichenliste

I Schwinghebel 2 Ende

3 Unterseite

4 Spielausgleichselement

5 Ende

6 Bohrung 7 Gabelende

8 Erweiterung

9 Aufnahme

10 Querpfad

I I Drehzentrum 12 Pfad

1 3 Stirnseite

14 Stirnseite

1 5 Hohlbolzen

16 Bohrung 1 7 Wälzlager

18 Ring

19 nicht vergeben

20 Öffnung

21 Ringnut 22 Außenmantel

23 Teil

24 Oberseite

25 Bohrung

Claims

Ansprüche

1 . Als Schwing- bzw. Kipphebel (1 ) ausgebildeter Nockenfolger eines Ventil¬ triebs einer Brennkraftmaschine, welcher zur gleichzeitigen Beaufschlagung mehrerer gleichwirkender Gaswechselventile hergestellt und einenends mit seiner Unterseite (3) den Gaswechselventilen zugewandt ist, wobei der Schwinghebel (1 ) anderenends bzw. der Kipphebel in etwa mittig ein Drehzen- trum (1 1 ) mit einer Bohrung (6) aufweisen, sowie der Schwinghebel (1 ) an seiner Oberseite (24) bzw. der Kipphebel anderenends an seiner Unterseite zumindest mittelbar von wenigstens einem Nocken beaufschlagbar sind und im Bereich der Gaswechsel ventile mit diesen kommunizierende hydraulische Spielausgleichselemente (4) besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß entlang oder unmittelbar nahe einer Quermittelebene des Hebels (1 ) in diesem lediglich ein zentraler Pfad (12) für Hydraulikmittel verläuft, welcher ausgeht von der Bohrung (6) des Drehzentrums (1 1 ) und in einen die Spielausgleichselemente (4) verbindenden Querpfad (10) des Hebels (1 ) mündet.

2. Hebel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (1 ) zur Beaufschlagung von drei gleichwirkenden Gaswechselventilen hergestellt ist.

3. Hebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querpfad (10) als Durchgangsbohrung gefertigt ist, wobei beidseitig des mittigen Spielausgleichs- elements (4) je ein Hohlbolzen (15) im Querpfad (10) befestigt ist, auf dem je ein verdrehbeweglicher Ring (18) als Nockengegenläufer positioniert ist und wobei wenigstens die beiden äußeren Spielausgleichselemente (4) in Aufnah¬ men (9) des Hebels (1 ) verlaufen, die sich von dessen Unterseite (3) parallel zur Quermittelebene zentrisch bzw. annähernd zentrisch in den Querpfad (10) erstrecken und dessen Durchmesser erweitern.

4. Hebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (9) des mittleren Spielausgleichselements (4) mit ihrer Achse parallel zur Quermittel- ebene, jedoch außerhalb des Querpfades (10) in Richtung des einen Endes (2), verlagert ist.

5. Hebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Aufnahme (9) ein ringähnliches Teil (23) ortsfest angeordnet ist, in dessen Bohrung (25) die

Spielausgleichselemente (4) positioniert sind, wobei jedes Teil (23) zumindest eine mit dem Querpfad (10) kommunizierende Öffnung (20) zur unmittelbaren Zuleitung des Hydraulikmittels zum betreffenden Spielausgleichselement (4) aufweist.

6. Hebel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden axial äußeren Teile (23) derart ausgebildet und angeordnet sind, daß sie den Querp¬ fad (10) axial nach außen verschließen.

7. Schwinghebel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinghebel (1 ) in Draufsicht betrachtet gabelförmig ausgebildet ist, dessen Gabelenden (7) zur Anordnung der Aufnahmen (9) eine ringförmige Erweiterung (8) besitzen.

8. Hebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (18) auf den Hohlbolzen (1 5) über eine Wälzlagerung (1 7) abgestützt sind.

9. Hebel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Wälzelemente in der Wälzlagerung (1 7) Nadeln oder Rollen vorgesehen sind.