WO2011113699A1 - Kipp- oder schlepphebelausbildung, insbesondere für hubkolbenbrennkraftmaschinen - Google Patents

Kipp- oder schlepphebelausbildung, insbesondere für hubkolbenbrennkraftmaschinen Download PDF

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    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
    • F01L2305/02—Mounting of rollers

Definitions

  • Tipping or drag lever configuration in particular for reciprocating internal combustion engines with a rocker arm, which is guided on a stationary pivot axis, preferably via at least one roller with at least one cam of a camshaft of the reciprocating internal combustion engine and further without or by means of transmission elements with at least one gas - Reversing valve of the reciprocating internal combustion engine is in communication, and with at least one coupling element, which is preferably by means of a roller with at least one further cam of the camshaft in connection and with the aid of a hydraulically switchable coupling pin with the tilting or drag lever is connected.
  • Such a finger lever training for reciprocating internal combustion engines is known from DE-196 06 796 A1.
  • This drag lever training consists of at least two individual levers, which are guided on the pivot axis.
  • the primary lever projects beyond the secondary lever and has a crossbar. Both levers are in contact with cams via rollers which have different lifting heights. hen, so that different lifting curves are present.
  • the crossbar having primary lever actuates the gas exchange valves.
  • the secondary lever has a coupling pin, which is in operative connection with a piston and a spring, so that, depending on the application of the piston by means of pressure oil, preferably engine oil, which is supplied via the pivot axis, the secondary lever with the traverse and thus with the Primary lever connects, so that another lift curve is passed to the gas exchange valves.
  • pressure oil preferably engine oil
  • the object of the invention is therefore to improve a tilt or drag lever training to the effect that only low construction costs and low expansion is required and even large forces can be transmitted, as they are especially in large diesel engines.
  • the object of the invention is achieved in that the coupling element is guided in a guide of the tilting or rocker arm radially displaceable to the associated cam and loaded in the direction of the cam by means of a spring.
  • the coupling element is part of the towing or rocker arm, so that in principle it is lightweight and slim and is also suitable for large forces, since the coupling element is integrated in the tilt or rocker arm.
  • the leadership of the coupling element is designed as a parallel guide, so that an exact alignment is given.
  • the coupling element is enclosed by two side walls and arranged centrally in the tilting or drag lever.
  • the coupling element has a piston which is guided in a cylinder of the tilting or drag lever, so that there is a further guidance.
  • the trained as a lost motion spring spring is disposed in the cylinder and is supported on the one hand on the piston and on the other hand on a bottom of the cylinder in which the free movement of the coupling element is provided a vent opening.
  • the coupling pin is guided in the rocker or rocker arm and is in operative connection with an actuating piston and an actuating spring. If the coupling pin is displaced in the direction of the coupling element, it engages behind a recess and blocks the coupling element in a position extended in the direction of the cam. Then, the roller of the coupling element contacts the respective cam, so that a different elevation curve is tapped, as with the one or more rollers of the tilt or rocker arm.
  • the proposed embodiment is suitable both for displaying different valve strokes, as well as for Hubabscnies when the coupling element transmits the main or single valve lift curve.
  • the pressurized fluid in particular engine oil from the cycle of Hubkol- benbrennkraftmaschine, resilient piston surface of the actuating piston and the actuating spring are arranged and configured so that either the actuating spring causes the coupling between rocker or rocker arm and the coupling element, in which case the locking of the coupling element at Pressure reduction of the hydraulic fluid or reducing the pressure of the hydraulic fluid takes place, while with a different arrangement of the actuating spring and the pressurization of the piston surface is a lock by hydraulic fluid and decoupling by the force of the actuating spring.
  • the engine oil is guided directly from the pivot axis into the tilting or drag lever and then to the surface of the actuating piston and thus to the locking mechanism.
  • a bore for receiving a locking pin is provided on the tilting or drag lever, which ensures falling out of the coupling element from the tilting or drag lever during transport.
  • Figure 1 a side view of a finger lever
  • Figure 2 a view of the finger lever from below
  • Figure 3 a section through the drag lever according to the line III-III in
  • FIG. 1 A first figure.
  • Figure 4 a perspective view of the rocker arm obliquely from below
  • Figure 5 a section through the drag lever according to the line V-V in
  • 1 designates a drag lever which has a bearing lug 2 for support on a pivot axis (not shown).
  • the drag lever 1 has two rollers 3, 3 a, which are mounted in side walls of the finger lever 1 and are in operative connection with cam, not shown, of a camshaft, wherein the cams have the same lifting heights, so that the finger lever is double-ended. supports.
  • the pivoting movement of the finger lever 1 is passed through a designated ball head 4 to a bumper, not shown, which in turn is in operative connection with transmission elements that actuate the gas exchange valves.
  • the drag lever 1 has a recess 5 open from below, in which a coupling element 6 is arranged and guided over parallel inner surfaces of the recesses.
  • the coupling element 6 has a roller 7, which, not shown, is operatively connected to a cam between the two aforementioned cams, said middle cams having a different, larger stroke than the remaining cams.
  • the coupling element 6 furthermore has (see FIG. 5) a piston 8 which is guided in a cylinder 9 in which a lost motion spring 10 is arranged, which biases the piston 8 in the direction of the roller 7, that is to say in the direction of the cam.
  • the cylinder 9 is connected via a vent opening 1 1 with the ambient air of the finger lever 1.
  • a coupling pin 12 In this switching position of the coupling element 6, only the elevations of the cams, which are in communication with the rollers 3 and 3a, are transmitted to the drag lever 1.
  • a coupling pin 12 In the drag lever 1, in the vicinity of the bearing lug 2, a coupling pin 12 is mounted with the interposition of a ring housing 13.
  • the coupling pin 12 has an actuating bolt 14, which is in operative connection with an actuating spring 15, which is supported on the finger lever 1.
  • the coupling pin 12 and the actuating piston 14 may be designed either as a one-piece component as well as two parts.
  • the coupling pin is displaced in the direction of coupling element 6 and engages behind a recess 16 on the coupling element 6, so that the coupling element 6 is locked in a position in it is extended and therefore transmits the elevation curve of the central cam on the finger lever 1.
  • this locking can only take place at the point in time in which the drag lever is raised above the rollers 3, 3a and the coupling element 6 is sufficiently extended due to the force of the lost motion spring 10. The locking thus takes place substantially in the base circle phase of the rollers 3, 3a and 7 actuating cam package, in which the coupling element 6 is sufficiently extended by the lost motion spring 10 and the recess 16 is released on the coupling element 6.
  • a bore is further incorporated, in which a safety pin 17 can be used.
  • the safety pin 17 has the task of preventing the coupling element 6 from falling out or exiting the coupling element from the drag lever 1, in particular during transport of the rocker arm and to limit the extent of the lost motion spring 10. If the drag lever 1 is installed in the reciprocating internal combustion engine, then the locking pin 17 can be removed.

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Abstract

Kipp- oder Schlepphebelausbildung insbesondere für Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit einem Kipp- oder Schlepphebel (1), der auf einer ortsfesten Schwenkachse geführt ist, vorzugsweise über zumindest eine Rolle (3, 3a) mit zumindest einem Nocken einer Nockenwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine und weiterhin ohne oder mittels Übertragungselementen mit zumindest einem Gaswechselventil der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, und mit zumindest einem Koppelelement (6), das vorzugsweise mittels einer Rolle (7) mit zumindest einem weiteren Nocken der Nockenwelle in Verbindung steht und mit Hilfe eines hydraulisch schaltbaren Kupplungsbolzen (12) mit dem Kipp- oder Schlepphebel (1) verbindbar ist, wobei das Koppelelement (6) in einer Führung des Kipp- oder Schlepphebels (1) radial zum zugeordneten Nocken verschiebbar geführt und in Richtung zum Nocken mittels einer Feder belastet ist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Kipp- oder Schlepphebelausbildung, insbesondere für Hubkolbenbrenn- kraftmaschinen
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Kipp- oder Schlepphebelausbildung insbesondere für Hubkolbenbrenn- kraftmaschinen mit einem Kipp- oder Schlepphebel, der auf einer ortsfesten Schwenkachse geführt ist, vorzugsweise über zumindest eine Rolle mit zumindest einem Nocken einer Nockenwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine und weiterhin ohne oder mittels Übertragungselementen mit zumindest einem Gas- wechselventil der Hubkolbenbrennkraftmaschine in Verbindung steht, und mit zumindest einem Koppelelement, das vorzugsweise mittels einer Rolle mit zumindest einem weiteren Nocken der Nockenwelle in Verbindung steht und mit Hilfe eines hydraulisch schaltbaren Kupplungsbolzens mit dem Kipp- oder Schlepphebel verbindbar ist.
Hintergrund der Erfindung
Ein derartiger Schlepphebelausbildung für Hubkolbenbrennkraftmaschinen ist aus der DE- 196 06 796 A1 bekannt. Diese Schlepphebelausbildung besteht aus zumindest zwei Einzelhebeln, die auf der Schwenkachse geführt sind. Der Primärhebel überragt den Sekundärhebel und weist eine Traverse auf. Beide Hebel stehen mit Nocken über Rollen in Verbindung, die verschiedene Hubhö- hen aufweisen, so dass unterschiedliche Hubkurven vorliegen. Der die Traverse aufweisende Primärhebel betätigt die Gaswechselventile. Der Sekundärhebel weist einen Kuppelbolzen auf, der mit einem Kolben und einer Feder in Wirkverbindung steht, so dass, je nach Beaufschlagung des Kolbens mittels Druck- öl, vorzugsweise Motoröl, das über die Schwenkachse zugeleitet wird, den Sekundärhebel mit der Traverse und damit mit dem Primärhebel verbindet, sodass eine andere Hubkurve an die Gaswechselventile weitergeben wird.
Die vorgeschlagene Schlepphebelausbildung ist insofern ungünstig, da jeder der Schlepphebel auf der Schwenkachse gelagert werden muss, so dass sich ein großer Bauaufwand ergibt. Weiterhin ist auch die räumliche Ausdehnung groß, da in jedem Fall zwei nebeneinander angeordnete Lagerstellen erforderlich sind.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kipp- oder Schlepphebelausbildung dahingehend zu verbessern, dass nur geringer Bauaufwand und geringe Aus- dehnung erforderlich ist und auch große Kräfte übertragen werden können, wie sie insbesondere bei Großdieselmotoren vorliegen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das Koppelelement in einer Führung des Kipp- oder Schlepphebels radial zum zugeordneten Nocken verschiebbar geführt und in Richtung zum Nocken mittels einer Feder belastet ist. Dadurch ist das Koppelelement Bestandteil des Schlepp- oder Kipphebels, so dass es prinzipiell leicht und schmal baut und darüber hinaus für große Kräfte geeignet ist, da das Koppelelement in den Kipp- oder Schlepphebel integriert ist. Die Führung des Koppelelements ist als Parallelführung ausgebildet, damit eine exakte Ausrichtung gegeben ist. Vorzugsweise ist das Koppelelement von zwei Seitenwänden umschlossen und mittig im Kipp- oder Schlepphebel angeordnet. Zusätzlich weist das Koppelelement einen Kolben auf, der in einem Zylinder des Kipp- oder Schlepphebels geführt ist, so dass eine weitere Führung vorliegt. Die als Lost Motion Feder ausgebildete Feder ist im Zylinder angeordnet und stützt sich einerseits am Kolben und andererseits an einem Boden des Zylinders ab, in dem zur freien Beweglichkeit des Koppelelements eine Entlüftungsöffnung vorgesehen ist. Der Kupplungsbolzen ist im Kipp- oder Schlepphebel geführt und steht mit einem Betätigungskolben und einer Betätigungsfeder in Wirkverbindung. Wird der Kupplungsbolzen in Richtung Koppelelement verschoben, so hintergreift er eine Aussparung und sperrt das Koppelelement in einer in Richtung Nocken ausgefahrenen Stellung. Dann kontaktiert die Rolle des Koppelelements den betreffenden Nocken, so dass eine andere Erhebungskurve ab- gegriffen wird, als mit der oder den Rollen des Kipp- oder Schlepphebels.
Die vorgeschlagene Ausgestaltung ist sowohl zur Darstellung unterschiedlicher Ventilhübe geeignet, als auch zur Hubabschaltung, wenn das Koppelelement die Haupt- oder einzige Ventilerhebungskurve überträgt.
Die mit Druckflüssigkeit, insbesondere Motoröl aus dem Kreislauf der Hubkol- benbrennkraftmaschine, belastbare Kolbenfläche der Betätigungskolbens und die Betätigungsfeder sind so angeordnet und ausgestaltet, dass entweder die Betätigungsfeder die Kupplung zwischen Kipp- oder Schlepphebel und dem Koppelelement bewirkt, wobei dann die Verriegelung des Koppelelements bei Druckabbau der Druckflüssigkeit oder Reduzierung des Drucks der Druckflüssigkeit erfolgt, während bei andersartiger Anordnung der Betätigungsfeder und der Druckbeaufschlagung der Kolbenfläche eine Verriegelung durch Druckflüssigkeit und Entkopplung durch die Kraft der Betätigungsfeder erfolgt. Das Mo- toröl wird dabei direkt aus der Schwenkachse in den Kipp- oder Schlepphebel und dann zur Fläche des Betätigungskolbens und damit zum Verriegelungsmechanismus geleitet. Weiterhin ist am Kipp- oder Schlepphebel eine Bohrung zur Aufnahme eines Sicherungsstiftes vorgesehen, der ein Herausfallen des Koppelelements aus dem Kipp- oder Schlepphebel während des Transports sicherstellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vereinfacht dargestellt ist. Es zei- gen:
Figur 1 : eine Seitenansicht eines Schlepphebels, Figur 2: eine Ansicht des Schlepphebels von unten,
Figur 3: einen Schnitt durch den Schlepphebel gemäß der Linie III-III in
Figur 1 ,
Figur 4: eine perspektivische Ansicht des Schlepphebels von schräg unten und
Figur 5: einen Schnitt durch den Schlepphebel gemäß der Linie V-V in
Figur 2.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
In den Figuren 1 und 5 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 ein Schlepphebel bezeichnet, der eine Lageröse 2 zur AbStützung auf einer nicht darge- stellten Schwenkachse aufweist. Der Schlepphebel 1 weist zwei Rollen 3, 3a auf, die in Seitenwänden des Schlepphebels 1 gelagert sind und mit nicht dargestellten Nocken einer Nockenwelle in Wirkverbindung stehen, wobei die Nocken gleiche Hubhöhen aufweisen, so dass der Schlepphebel doppelt abge- stützt ist. Die Schwenkbewegung des Schlepphebels 1 wird über einen mit 4 bezeichneten Kugelkopf an eine nicht dargestellte Stoßstange weitergegeben, die ihrerseits mit Übertragungselementen in Wirkverbindung steht, die die Gaswechselventile betätigen. Der Schlepphebel 1 weist eine von unten offene Aus- sparung 5 auf, in der ein Koppelelement 6 angeordnet und über parallele Innenflächen der Aussparungen geführt ist. Das Koppelelement 6 weist eine Rolle 7 auf, die, nicht dargestellt, mit einem Nocken zwischen den beiden zuvor benannten Nocken in Wirkverbindung steht, wobei dieser mittlere Nocken einen anderen, größeren Hub aufweist, als die übrigen Nocken. Das Koppelelement 6 weist weiterhin (siehe Figur 5) einen Kolben 8 auf, der in einem Zylinder 9 geführt ist, in dem eine Lost Motion Feder 10 angeordnet ist, die den Kolben 8 in Richtung zur Rolle 7, also in Richtung zum Nocken vorspannt. Der Zylinder 9 ist über eine Entlüftungsöffnung 1 1 mit der Umgebungsluft des Schlepphebels 1 verbunden.
In dieser Schaltstellung des Koppelelements 6 werden nur die Erhebungen der Nocken, die mit den Rollen 3 und 3a in Verbindung stehen auf den Schlepphebel 1 übertragen. Im Schlepphebel 1 , in der Nähe der Lageröse 2, ist ein Kupplungsbolzen 12 unter Zwischenschaltung eines Ringgehäuses 13 gelagert. Der Kupplungsbolzen 12 weist einen Betätigungsbolben 14 auf, der mit einer Betätigungsfeder 15 in Wirkverbindung steht, die sich am Schlepphebel 1 abstützt. Der Kupplungsbolzen 12 und der Betätigungskolben 14 können entweder als einstückiges Bauteil als auch zweiteilig ausgeführt sein. Ist die Kraft an der Kolbenfläche des Betätigungskolbens 14 durch die Druckflüssigkeit geringer als die Kraft der Betätigungsfeder 15, so wird der Kupplungsbolzen in Richtung Koppelelement 6 verschoben und hintergreift eine Ausnehmung 16 am Koppelelement 6, so dass das Koppelelement 6 in einer Stellung arretiert wird, in der es ausgefahren ist und daher die Erhebungskurve des mittleren Nockens auf den Schlepphebel 1 überträgt. Diese Verriegelung kann natürlich nur zu dem Zeit- punkt erfolgen, in dem der Schlepphebel über die Rollen 3, 3a angehoben und das Koppelelement 6 aufgrund der Kraft der Lost Motion Feder 10 hinreichend ausgefahren ist. Die Verriegelung erfolgt also im Wesentlichen in der Grundkreisphase des die Rollen 3, 3a und 7 betätigenden Nockenpakets, in welcher das Koppelelement 6 durch die Lost Motion Feder 10 hinreichend ausgefahren und die Ausnehmung 16 am Koppelelement 6 freigegeben ist.
In dem Schlepphebel 1 ist weiterhin eine Bohrung eingearbeitet, in der ein Si- cherungsstift 17 einsetzbar ist. Der Sicherungsstift 17 hat die Aufgabe, das Koppelelement 6 vor dem Herausfallen bzw. Austreten des Koppelelements aus dem Schlepphebel 1 insbesondere bei Transport des Schlepphebels zu verhindern und die Ausdehnung der Lost Motion Feder 10 zu begrenzen. Ist der Schlepphebel 1 in der Hubkolbenbrennkraftmaschine eingebaut, so kann der Sicherungsstift 17 entnommen werden.
Durch die besondere Ausgestaltung des Schlepphebels 1 und die zentrale Anordnung des Koppelelements 6 werden keine Kippkräfte auf die Lageröse 2 bzw. die Schwenkachse übertragen, so dass die Schlepphebelanordnung auch für große Kräfte bei Großmotoren einsetzbar ist.
Bezugszeichenliste
1 Schlepphebel
2 Lageröse
3, 3a Rollen
4 Kugelkopf
5 Aussparung
6 Koppelelement
7 Rolle
8 Kolben
9 Zylinder
10 Lost Motion Feder
1 1 Entlüftungsöffnung
12 Kupplungsbolzen
13 Ringgehäuse
14 Betätigungskolben
15 Betätigungsfeder
16 Ausnehmung
17 Sicherungsstift

Claims

Patentansprüche
1 . Kipp- oder Schlepphebelausbildung insbesondere für Hubkolbenbrenn- kraftmaschinen mit einem Kipp- oder Schlepphebel (1 ), der auf einer ortsfesten Schwenkachse geführt ist, vorzugsweise über zumindest eine Rolle (3, 3a) mit zumindest einem Nocken einer Nockenwelle der Hub- kolbenbrennkraftmaschine und weiterhin ohne oder mittels Übertragungselementen mit zumindest einem Gaswechselventil der Hubkolben- brennkraftmaschine in Verbindung steht, und mit zumindest einem Koppelelement (6), das vorzugsweise mittels einer Rolle (7) mit zumindest einem weiteren Nocken der Nockenwelle in Verbindung steht und mit Hil- fe eines hydraulisch schaltbaren Kupplungsbolzens (12) mit dem Kippoder Schlepphebel (1 ) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (6) in einer Führung des Kipp- oder Schlepphebels (1 ) radial zum zugeordneten Nocken verschiebbar geführt und in Richtung zum Nocken mittels einer Feder belastet ist.
2. Kipp- oder Schlepphebelausbildung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Führung als eine das Koppelelement (6) zumindest seitlich stützende Parallelführung ausgebildet ist.
3. Kipp- oder Schlepphebelausbildung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (6) einen Kolben (8) aufweist, der in einem Zylinder (9) des Kipp- oder Schlepphebels (1 ) geführt ist.
4. Kipp- oder Schlepphebelausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als Lost Motion Feder (10) ausgebildet, im Zylinder (9) angeordnet ist und sich einerseits am Kolben (8) und andererseits an einem Boden des Zylinders (9) abstützt.
5. Kipp- oder Schlepphebelausbildung nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden des Zylinders (9) eine Entlüftungsöffnung (1 1 ) vorgesehen ist.
6. Kipp- oder Schlepphebelausbildung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbolzen (12) im Kipp- oder Schlepphebel (1 ) geführt und mit einem Betätigungskolben (14) und einer Betätigungsfeder (15) in Wirkverbindung steht.
Kipp- oder Schlepphebelausbildung nach einem der Ansprüche 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Druckflüssigkeit, vorzugsweise Motoröl aus dem Kreislauf der Hubkolbenbrennkraftmaschine, belastbare Fläche des Betätigungskolbens (14) und die Betätigungsfeder (15) so angeordnet und/oder geschaltet sind, dass entweder die Betätigungsfeder (15), die Kupplung zwischen Kipp- oder Schlepphebel (1 ) und dem Koppelelement (6) bewirkt, oder die Druckflüssigkeit.
Kipp- oder Schlepphebelausbildung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Kipp- oder Schlepphebel (1 ) eine Bohrung zur Aufnahme eines Sicherungsstiftes (17) vorgesehen ist.
PCT/EP2011/053117 2010-03-15 2011-03-02 Kipp- oder schlepphebelausbildung, insbesondere für hubkolbenbrennkraftmaschinen Ceased WO2011113699A1 (de)

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