WO2014206591A1 - Federanordnung für einen variablen ventiltrieb einer verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Federanordnung für einen variablen ventiltrieb einer verbrennungskraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
WO2014206591A1
WO2014206591A1 PCT/EP2014/056799 EP2014056799W WO2014206591A1 WO 2014206591 A1 WO2014206591 A1 WO 2014206591A1 EP 2014056799 W EP2014056799 W EP 2014056799W WO 2014206591 A1 WO2014206591 A1 WO 2014206591A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
intermediate lever
camshaft
roller
spring element
spring
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/056799
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karsten Grimm
Martin Nowak
Christoph Sadowski
Sabine Siebrandt
Original Assignee
Pierburg Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pierburg Gmbh filed Critical Pierburg Gmbh
Priority to US14/899,560 priority Critical patent/US9784142B2/en
Priority to EP14715302.7A priority patent/EP3014080B1/de
Publication of WO2014206591A1 publication Critical patent/WO2014206591A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • 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
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—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
    • F01L13/0021—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 rocker arm ratio
    • 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—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
    • 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
    • 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
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L1/185—Overhead end-pivot rocking arms
    • 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
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—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
    • 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
    • F01L2013/0068—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 with an oscillating cam acting on the valve of the "BMW-Valvetronic" type
    • 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
    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers

Definitions

  • spring elements are used, which are usually designed as double torsion springs with two oppositely wound helices and their two spring legs each biased against one of the cam follower, while the intermediate leg is clamped, for example, on the component forming the link.
  • DE 10 2007 047 582 A1 describes a device for controlling the residual gas content of cylinders of an internal combustion engine, in which a double leg spring is fastened above the slide tracks via its intermediate leg and whose helices are likewise arranged above the component carrying the slide.
  • the spring legs act on the axis of the camshaft rollers and load them against the camshaft and the scenery.
  • a secondary spring is attached to the link component, the end leg biased biased in height of the axis of the control shaft roller against the intermediate lever and so press the roller against the control shaft.
  • the abutment surface is arranged on the side opposite the working cam contour side of an axis of rotation of the camshaft roller on the intermediate lever, so that the spring element generates a torque about the axis of rotation of the camshaft pulley of the intermediate lever.
  • the intermediate lever also enters a fixed contact with the control shaft, but without this would be acted upon by a large contact force. Accordingly, a sufficient contact force is produced by means of a single spring element for all contact points of the intermediate lever.
  • the spring element is a double leg spring, whose intermediate leg is attached to the bearing housing of the variable valve drive and whose end legs bear against each biased a projection forming the projection of two juxtaposed intermediate lever members of the intermediate lever.
  • the helix of the spring element is arranged on the side facing away from the camshaft and the roller sliding lever side of the intermediate lever.
  • the spring element is easy to install and, if necessary, to change due to the good accessibility.
  • the helix of the spring element is on the side facing the roller sliding lever Camshaft arranged, whereby the required space is reduced.
  • the helix is arranged in the region of an axial extension of a rotation axis of a roller of the roller cam follower.
  • the desired forces and torques can be introduced in a suitable manner and on the other hand, the spring element can be integrated in a compact manner in the variable valve train.
  • the two juxtaposed Rollenschlepphebel which are associated with a double leg spring between the two helices of the double leg spring are arranged so that a good accessibility of the spring element is maintained.
  • the two helices of the double leg spring between the two juxtaposed Rollenschlepphebeln which are associated with a double leg spring arranged, whereby the spring leg lengths can be formed shortened.
  • a spring arrangement for a variable valve train of an internal combustion engine with which the required contact forces are produced by means of only one spring element in all three desired contact points and, in addition, no excessive forces are exerted on bearings or rollers.
  • the intermediate lever is reliably positioned, its bearing clearances compensated and created a tolerance compensation. There is a low installation effort and construction requires space.
  • Two embodiments of inventive spring arrangements for a variable valve train of an internal combustion engine are in the
  • Figures are shown and described below.
  • Figure 1 shows a detail of a first embodiment of a spring arrangement according to the invention for a variable valve train in a perspective view, wherein the motor housing parts are not shown for better understanding.
  • Figure 2 shows a detail of a second embodiment of a spring arrangement according to the invention for a variable valve train in a perspective view, wherein the motor housing parts are not shown for clarity.
  • the variable valve train shown in the figures consists of a camshaft 10 which is operatively connected via an intermediate lever 12 to a roller cam follower 14, which in turn has a connection to a valve rod 16 of a gas exchange valve 18 serving as an inlet valve.
  • it is an internal combustion engine with two intake valves per cylinder, each associated with a roller cam followers 14.
  • the intermediate lever 12 In order to transmit the actuating force of the camshaft 10 to the gas exchange valve 18, the intermediate lever 12 must be positioned and guided. For a completely defined, guided tilting movement for actuating a gas exchange valve 18, the intermediate lever 12 must have three contact points. In the present exemplary embodiment, there are a total of five contact points, since two gas exchange valves 18 are to be actuated via the one intermediate lever 12, which has two intermediate lever members 20 for this purpose, which have a common axis of rotation 22 are connected to each other, on the inside of the two intermediate lever members 20 each have a camshaft roller 24 is arranged and on the between the two intermediate lever members 20 a link roller 26 which bears against a gate 28 which is fixed to the bearing housing, not shown.
  • the other two contact points consist between a control shaft 30 and two control shaft rollers 32, one of which is arranged in the interior of an intermediate lever member 20 each.
  • the two control shaft rollers 32 are mounted in the intermediate lever members 20 and are located between the camshaft pulley 24 of the respective intermediate lever member 20 and an opposite to the camshaft pulley 24 end of the intermediate lever member 20 working cam contour 34 which abuts against a cam follower roller 36 of the roller cam follower 14.
  • a spring element 44 is used in the form of a double leg spring according to the invention.
  • This has two oppositely wound helices 46, which are connected via an intermediate leg 48 with a U-shaped reversal 5.
  • the spring element 44 has end legs 50.
  • this spring element 44 is arranged and designed such that its intermediate leg 48 is fastened in a bearing housing fixedly arranged on the intermediate leg receptacle 52, which is arranged between the two intermediate lever members 20, the link 28 and the roller towing levers 14. From here, the wires of the spring element extend in opposite axial directions to the respective intermediate side of the roller rocker arm 14 for intermediate leg receptacle 52. Approximately in extension of the axis 35 of the rocker arm rollers 36, the respective helix 46 of the spring element is formed outside the intermediate lever 12.
  • helices 46 each extend the end legs 50 of the spring element 44 approximately in the extension direction of the intermediate lever members 20 and that to the end of the intermediate lever members 20 beyond the axis 22 of the camshaft rollers 24, where in each case a projection 54 is formed, which a contact surface 56, against which a bent end 58 of the end leg 50 is biased in the direction of the camshaft 10.
  • the projection 54 is to be arranged on the intermediate lever 12 such that a component of the spring force points in the direction of the link 28.
  • Control shaft roller 32 is pressed against the control shaft 30.
  • the spring element 44 produces a defined position of the intermediate lever 12 via the three or five support points on the intermediate lever 12.
  • the already loaded by high forces in operation control shaft roller 32 and control shaft 30 is not burdened by excessive forces, as would be the case w re, when the force would be introduced from the opposite side of the intermediate lever 12.
  • This spring element 44 has in comparison to the first embodiment, two helices 46, which are located directly axially adjacent to each other, so that the axis of the helices 46 as well as the intermediate leg! 48 between the gate 28, the camshaft 10, the two intermediate lever members 20 and the roller cam followers 14 is arranged and is located on the opposite to the control shaft 30 side of the intermediate lever 12.
  • the end legs 50 have between the two intermediate lever members 20 past them and biased behind a projection 54, which on the camshaft 10 and substantially also to working cam contour 34 opposite side of the respective intermediate lever member 20.
  • This projection 54 is arranged so that resulting force vector has a component which points in the direction of the camshaft 10 and has a component which points in the direction of the guide 28.
  • a torque is generated about the axis 22, by which a contact force between the control shaft roller 32 and the control shaft 30 is formed.
  • this spring element is somewhat more expensive to assemble, it requires less installation space.
  • a secure system of the intermediate lever is ensured in the required support points with only one spring element. The contact forces are distributed so that no overloading of the rollers or bearings is to be feared. The installation effort and the required installation space are minimized.
  • the two helices can also be arranged above the gate on the opposite side to the camshaft and engage behind the corresponding projection on the one hand to generate the contact force against the camshaft and the link and on the other hand the torque about the camshaft axis, through which the control shaft roller against the control shaft is charged.
  • the spring assembly for differently constructed variable valve trains or engines are suitable, so that, for example, a different number of intake valves per cylinder is needed. Further modified arrangements are conceivable within the scope of the main claim.

Landscapes

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

Abstract

Federanordnungen für einen variablen Ventiitrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Zwischenhebel (12), zumindest einer Nockenwellenrolle (24) am Zwischenhebel (12), die gegen eine Nockenwelle (10) anliegt, einer Kulissenrolle (26) am Zwischenhebel (12), die gegen eine Kulisse (28) anliegt, zumindest einer Steuerwellenrolle (32) am Zwischenhebel (12), die gegen eine Steuerwelle (30) anliegt und an der zur Kulisse (28) abgewandten Seite der Nockenwellenrolle (24) angeordnet ist, zumindest einer Arbeitskurvenkontur (34), die an dem zur Nockenwellenrolle (24) entgegengesetzten Ende des Zwischenhebels (12) ausgebildet ist und auf einen Rollenschlepphebel (14) eines Gaswechselventils (18) wirkt und zumindest einem Federelement (44), über welches die Nockenwellenrolle (24) des Zwischenhebels (12) gegen die Nockenwelle (10) und die Kulissenrolle (26) gegen die Kulisse (28) belastet ist, sind bekannt. Um eine definierte Anlage mit optimierten Anlagekräften zur Positionierung des Zwischenhebels zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass ein Endschenkel (50) des Federelements (44) an einer von der Arbeitskurvenkontur (34) und der Nockenwelle (10) abgewandten Seite des Zwischenhebels (12) vorgespannt gegen eine Anlagefläche (56) des Zwischenhebels (12) anliegt und das Federelement (44) an der Anlagefläche (56) eine Kraftkomponente in Richtung der Nockenwelle (10) und in Richtung der Kulisse (28) aufweist.

Description

Figure imgf000003_0001
Rollenschleppheble der Gaswechselventile nicht mehr direkt über die Nockenwelle betätigt, sondern über eine Arbeitskurvenkontur eines Zwischenhebels. Bei Drehung der Nockenwelle wird dieser Zwischenhebel über eine erste Rolle auf einer Kontur geführt, so dass diese Kippbewegung des Zwischenhebels eine Bewegung der Arbeitskurvenkontur auf der Rolle des Rollenschlepphebels zur Folge hat. Wie die Arbeitskurve auf diesen Rollenschlepphebel wirkt ist jedoch abhängig von der Stellung einer drehbaren Steuerwelle, die auf eine zweite Rolle des Zwischenhebels wirkt. Durch Änderung der Stellung der Steuerwelle entsteht eine geänderte Kippbewegung der Arbeitskurvenkontur und somit eine geänderte Öffnungs- und
Schließbewegung des Gaswechselventils. i Um diese Funktionsweise mit ausreichender Genauigkeit ausführen zu können, ist es daher erforderlich, die Rollen des Zwischenhebels sowohl gegen die Kulisse als auch gegen die Nockenwelle und die Steuerwelle anzupressen, und zwar in allen Positionen der Nockenwelle der Kulisse und der Steuerwelle. Hierzu werden Federelemente verwendet, die zumeist als Doppelschenkelfedern mit zwei entgegengesetzt gewickelten Helices ausgebildet sind und deren zwei Federendschenkel jeweils vorgespannt gegen einen der Schlepphebel anliegen, während der Zwischenschenkel beispielsweise an dem die Kulisse bildenden Bauteil festgespannt ist.
So wird in der DE 10 2007 047 582 AI eine Einrichtung zur Steuerung des Restgasgehaltes von Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine beschrieben, bei der eine Doppelschenkelfeder oberhalb der Kulissenbahnen über ihren Zwischenschenkel befestigt ist und deren Helices ebenfalls oberhalb des die Kulisse tragenden Bauteils angeordnet ist. Die Federendschenkel greifen an der Achse der Nockenwellenrollen an und belasten diese gegen die Nockenwelle und die Kulisse. Um zusätzlich ein Anliegen der Steuerwellenrolle gegen die Steuerwelle sicherzustellen ist am Kulissenbauteil eine Sekundärfeder befestigt, deren Endschenkel vorgespannt in Höhe der Achse der Steuerwellenrolle gegen den Zwischenhebel anliegen und so die Rolle gegen die Steuerwelle anpressen.
Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass zwei verschieden Federelemente verwendet werden müssen, um ausreichende Anpresskräfte zu erzeugen. Entsprechend wird in der DE 10 2010 048 708 AI eine Federanordnung vorgeschlagen, bei der lediglich ein Federelement verwendet wird, um einerseits die Nockenwellenrolle gegen die Kulisse und die Nockenwelle zu belasten und andererseits die Steuerwellenrolle gegen die Steuerwelle zu spannen. Hierzu wird ein Federelement derart angeordnet, dass es im Bereich der Arbeitskurve am Zwischenhebel angreift und eine Kraft in Richtung zur Kontur und eine Kraft senkrecht dazu ausübt. So wird ein Drehmoment um einen Drehpunkt zwischen den beiden Rollen erzeugt, was dazu führt, dass die Steuerwellenrolle in die eine Richtung zur Steuerwelle belastet wird und die Nockenwellenrolle in entgegengesetzter Richtung zur Nockenwelle hin belastet wird. Problematisch an dieser Ausführung ist es jedoch, dass eine direkte Anpresskraft auf die Steuerwelle ausgeübt wird, welche bei einem derartigen Ventiltrieb ohnehin hohen Belastungen und somit erhöhtem Verschleiß ausgesetzt ist.
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Federanordnung für einen variablen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine bereit zu stellen, mit der die notwendigen Kontaktkräfte der Anlagepunkte des Zwischenhebels sichergestellt werden, ohne dass zu hohe auftretende Querkräfte auf die Steuerwelle wirken. Dabei sollen der Montageaufwand und der Bauraumbedarf reduziert werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Federanordnung für einen variablen Ventiltrieb mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Dadurch, dass ein Endschenkel des Federelements an einer von der Arbeitskurvenkontur und der Nockenwelle abgewandten Seite des Zwischenhebels vorgespannt gegen eine Anlagefläche des Zwischenhebels anliegt und das Federelement an der Anlagefläche eine Kraftkomponente in Richtung der Nockenwelle und in Richtung der Kulisse aufweist, wird eine sichere Anlage des Zwischenhebels an der Nockenwelle und der Kulisse hergestellt. Die Lagerspiele und Toleranzen des Zwischenhebels werden kompensiert und die auf die Wellen wirkenden Kräfte besonders vorteilhaft verteilt.
Vorzugsweise ist die Anlagefläche auf der zur Arbeitskurvenkontur entgegengesetzten Seite einer Drehachse der Nockenwellenrolle am Zwischenhebel angeordnet, so dass das Federelement ein Drehmoment um die Drehachse der Nockenwellenrolle des Zwischenhebels erzeugt. Durch dieses Drehmoment gelangt der Zwischenhebel auch in eine feste Anlage zur Steuerwelle, jedoch ohne dass diese mit einer zu großen Anpresskraft beaufschlagt würde. Entsprechend wird mittels eines einzelnen Federelementes für alle Anlagepunkte des Zwischenhebels eine ausreichende Kontaktkraft hergestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Federelement eine Doppelschenkelfeder, deren Zwischenschenkel am Lagergehäuse des variablen Ventiltriebs befestigt ist und deren Endschenkel gegen je einen die Anlagefläche bildenden Vorsprung zweier nebeneinander angeordneter Zwischenhebelglieder des Zwischenhebels vorgespannt anliegen. So werden beide Zwischenhebelglieder zweier nebeneinanderliegender Gaswechselventile mittels eines Federelementes in Richtung der drei Anlagepunkte belastet, wobei vorteilhafterweise die Kulissenrolle zwischen den beiden Zwischenhebelgliedern angeordnet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Helix des Federelementes an der zur Nockenwelle und zum Rollenschiepphebel abgewandten Seite des Zwischenhebels angeordnet. Bei dieser Ausführung ist das Federelement aufgrund der guten Zugänglichkeit einfach zu montieren und gegebenenfalls zu wechseln.
In einer alternativen vorteilhaften Ausführung ist die Helix des Federelementes an der zum Rollenschiepphebel gewandten Seite der Nockenwelle angeordnet, wodurch der benötigte Bauraum verringert wird.
In einer hierzu weiterführenden Ausgestaltung der Erfindung ist die Helix im Bereich einer axialen Verlängerung einer Drehachse einer Rolle des Rollenschlepphebels angeordnet. Bei dieser Positionierung des Federelementes können in geeigneter Weise die gewünschten Kräfte und Drehmomente eingeleitet werden und andererseits das Federelement in kompakter Weise in den variablen Ventiltrieb integriert werden.
In einer wiederum weiterführenden Ausführung sind die beiden nebeneinander liegenden Rollenschlepphebel, die einer Doppelschenkelfeder zugeordnet sind zwischen den beiden Helices der Doppelschenkelfeder angeordnet, so dass eine gute Zugänglichkeit des Federelementes erhalten bleibt.
In einer alternativen Anordnung des Federelementes sind die beiden Helices der Doppelschenkelfeder zwischen den beiden nebeneinander liegenden Rollenschlepphebeln, die einer Doppelschenkelfeder zugeordnet sind, angeordnet, wodurch die Federschenkellängen verkürzt ausgebildet werden können.
Es wird somit eine Federanordnung für einen variablen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine geschaffen, mit der mittels nur eines Federelementes in allen drei gewünschten Anlagepunkten die benötigten Kontaktkräfte hergestellt werden und zusätzlich keine zu großen Kräfte auf Lager oder Rollen ausgeübt werden. Der Zwischenhebel wird zuverlässig positioniert, seine Lagerspiele kompensiert und ein Toleranzausgleich geschaffen. Dabei besteht ein geringer Montageaufwand und Bau räum bedarf. Zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Federanordnungen für einen variablen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine sind in den
Figuren dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Federanordnung für einen variablen Ventiltrieb in perspektivischer Darstellung, wobei die Motorgehäuseteile zum besseren Verständnis nicht dargestellt sind. Figur 2 zeigt einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Federanordnung für einen variablen Ventiltrieb in perspektivischer Darstellung, wobei die Motorgehäuseteile zum besseren Verständnis nicht dargestellt sind. Der in den Figuren dargestellte variable Ventiltrieb besteht aus einer Nockenwelle 10, welche über einen Zwischenhebel 12 mit einem Rollenschlepphebel 14 wirkverbunden ist, der wiederum eine Verbindung zu einer Ventilstange 16 eines als Einlassventil dienenden Gaswechselventils 18 aufweist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Verbrennungskraftmaschine mit zwei Einlassventilen pro Zylinder, denen jeweils ein Rollenschlepphebel 14 zugeordnet ist.
Um die Betätigungskraft der Nockenwelle 10 auf das Gaswechselventil 18 übertragen zu können, muss der Zwischenhebel 12 positioniert und geführt werden. Für eine vollständig definierte, geführte Kippbewegung zur Betätigung eines Gaswechselventils 18 muss der Zwischenhebel 12 drei Anlagepunkte aufweisen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel existieren insgesamt fünf Anlagepunkte, da zwei Gaswechselventile 18 über den einen Zwischenhebel 12 betätigt werden sollen, der hierzu zwei Zwischenhebelglieder 20 aufweist, die über eine gemeinsame Drehachse 22 miteinander verbunden sind, auf der im Innern der beiden Zwischenhebelglieder 20 jeweils eine Nockenwellenrolle 24 angeordnet ist und auf der zwischen den beiden Zwischenhebelgliedern 20 eine Kulissenrolle 26 angeordnet ist, die gegen eine Kulisse 28 anliegt, die am nicht dargestellten Lagergehäuse befestigt ist. Die anderen beiden Anlagepunkte bestehen zwischen einer Steuerwelle 30 sowie zwei Steuerwellenrollen 32, von denen je eine im Innern eines Zwischenhebelgliedes 20 angeordnet ist. Die beiden Steuerwellenrollen 32 sind in den Zwischenhebelgliedern 20 gelagert und befinden sich jeweils zwischen der Nockenwellenrolle 24 des jeweiligen Zwischenhebelgliedes 20 und einer am zur Nockenwellenrolle 24 entgegengesetzten Ende des Zwischenhebelgliedes 20 ausgebildeten Arbeitskurvenkontur 34, welche gegen eine Schlepphebelrolle 36 des Rollenschlepphebels 14 anliegt.
Bei Drehung der Nockenwelle 10 entsteht eine Kippbewegung des Zwischenhebels 12, wobei die Nockenwellenrolle 24 auf der Nockenwelle 10 abrollt, die Steuerwellenrolle 32 auf der Steuerwelle 30 abrollt und die Kulissenrolle 26 auf der feststehenden Kulisse 28 abrollt. Durch die Kippbewegung gleitet die Arbeitskurvenkontur 34 auf der Schlepphebelrolle 36 entlang, wodurch das zum festen gelagerten Ende 38 entgegengesetzte bewegliche Ende 40 des Rollenschlepphebels 14, gegen welches die Ventilstange 16 belastet ist, abgesenkt und bei Weiterdrehen wieder abgehoben wird.
Durch Drehen der Steuerwelle 30, auf der exzentrische Steuerflächen 42 ausgebildet sind, die gegen die Steuerwellenrollen 32 anliegen, wird der an der Schlepphebelrolle 36 angreifende Abschnitt der Arbeitskurvenkontur 34 geändert, da der Zwischenhebel 12 in eine andere Ausgangsposition gekippt wird. So können unterschiedliche Öffnungs- und Schließcharakteristiken der Gaswechselventile 18 erreicht werden.
Zur korrekten Funktion dieses Ventiltriebes ist es erforderlich, dass eine 5 ständige feste Anlage mit einer ausreichenden, jedoch nicht zu großen Anpresskraft zwischen der Nockenwelle 10 und der Nockenwellenrolle 24, der Steuerwelle 30 und der Steuerwellenrolle 32 sowie der Kulisse 28 und der Kulissenrolle 26 in jedem Betriebszustand, also in allen Nockenpositionen der Steuerwelle 30 und der Nockenwelle 10 l o sichergestellt wird.
Hierzu wird erfindungsgemäß ein Federelement 44 in Form einer Doppelschenkelfeder verwendet. Diese weist zwei gegensinnig gewickelte Helices 46 auf, die über einen Zwischenschenkel 48 mit einer U-förmigen5 Umkehrung miteinander verbunden sind. Am jeweils anderen Ende der Helices 46 weist das Federelement 44 Endschenkel 50 auf.
Erfindungsgemäß wird dieses Federelement 44 so angeordnet und ausgebildet, dass ihr Zwischenschenkel 48 in einer am Lagergehäuse fest0 angeordneten Zwischenschenkelaufnahme 52 befestigt ist, welche zwischen den beiden Zwischenhebelgliedern 20, der Kulisse 28 und den Rollenschlepphebeln 14 angeordnet ist. Von hier aus erstrecken sich die Drähte des Federelementes in entgegengesetzte axiale Richtungen bis zur jeweiligen zur Zwischenschenkelaufnahme 52 entgegengesetzten5 Seite der Rollenschlepphebel 14. Etwa in Verlängerung der Achse 35 der Schlepphebelrollen 36 ist somit außerhalb des Zwischenhebels 12 die jeweilige Helix 46 des Federelementes ausgebildet. Von den Helices 46 erstrecken sich jeweils die Endschenkel 50 des Federelementes 44 etwa in Erstreckungsrichtung der Zwischenhebelglieder 20 und zwar bis zum Ende der Zwischenhebelglieder 20 jenseits der Achse 22 der Nockenwellenrollen 24, wo jeweils ein Vorsprung 54 ausgebildet ist, der eine Anlagefläche 56 aufweist, gegen die ein umgebogenes Ende 58 des Endschenkels 50 in Richtung der Nockenwelle 10 vorgespannt anliegt.
Durch die Vorspannung des Federelementes 44 wird der Zwischenhebel 5 12 beziehungsweise die Nockenwellenrolle 24 gegen die Nockenwelle 10 gedrückt und die Kulissenrolle 26 in die Kulissenbahn 28 gedrückt.
Entsprechend ist der Vorsprung 54 so am Zwischenhebel 12 anzuordnen, dass eine Komponente der Federkraft in Richtung der Kulisse 28 zeigt.
Neben dieser Anpresskraft durch das Federelement 44 entsteht jedoch o auch ein Drehmoment um die Drehachse 22 der Nockenwellenrolle 24 beziehungsweise des Zwischenhebels 12, welches dazu führt, dass die
Steuerwellenrolle 32 gegen die Steuerwelle 30 gedrückt wird.
Entsprechend wird durch das Federelement 44 eine definierte Position des Zwischenhebels 12 über die drei beziehungsweise fünf Auflagepunkte am Zwischenhebel 12 hergestellt. Dabei wird die ohnehin durch hohe Kräfte im Betrieb belastete Steuerwellenrolle 32 beziehungsweise Steuerwelle 30 nicht durch zu große Kräfte belastet, wie dies der Fall w re, wenn die Kraft von der entgegen gesetzten Seite des Zwischenhebels 12 eingeleitet werden würde.
Eine im Wesentlichen gleich wirkende Ausführungsform ist in der Figur 2 dargestellt, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Einziger wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Ausführungen ist die Anordnung des Federelementes 44.
Dieses Federelement 44 weist im Vergleich zur ersten Ausführungsform zwei Helices 46 auf, die sich unmittelbar axial nebeneinander befinden, so dass die Achse der Helices 46 ebenso wie der Zwischenschenke! 48 zwischen der Kulisse 28, der Nockenwelle 10, den beiden Zwischenhebelgliedern 20 und den Rollenschlepphebeln 14 angeordnet ist und sich an der zur Steuerwelle 30 entgegengesetzten Seite des Zwischenhebels 12 befindet.
Die Endschenkel 50 weisen zwischen den beiden Zwischenhebelgliedern 20 an diesen vorbei und greifen vorgespannt hinter einen Vorsprung 54, der an der zur Nockenwelle 10 und im Wesentlichen auch zu Arbeitskurvenkontur 34 entgegengesetzten Seite des jeweiligen Zwischenhebelgliedes 20. Auch dieser Vorsprung 54 ist so angeordnet, dass der entstehende Kraftvektor eine Komponente aufweist, die in Richtung der Nockenwelle 10 zeigt und eine Komponente aufweist, die in Richtung der Kulisse 28 zeigt. Gleichzeitig wird ein Drehmoment um die Achse 22 erzeugt, durch welches eine Anpresskraft zwischen der Steuerwellenrolle 32 und Steuerwelle 30 entsteht.
Dieses Federelement ist zwar etwas aufwendiger zu montieren, benötigt jedoch weniger Bauraum. In beiden Ausführungsbeispielen wird eine sichere Anlage des Zwischenhebels in den geforderten Auflagepunkten mit nur einem Federelement sichergestellt. Dabei sind die Anpresskräfte so verteilt, dass keine Überlastung der Rollen oder Lagerungen zu befürchten ist. Der Montageaufwand und der benötigte Bauraum sind minimiert.
Es sollte deutlich sein, dass verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Federanordnung möglich sind, die sich von den beschriebenen Versionen unterscheiden. Beispielsweise können die beiden Helices auch oberhalb der Kulisse an der zur Nockenwelle entgegengesetzten Seite angeordnet werden und hinter den entsprechenden Vorsprung greifen um einerseits die Anpresskraft gegen die Nockenwelle und die Kulisse und andererseits das Drehmoment um die Nockenwellenrollenachse zu erzeugen, durch welche die Steuerwellenrolle gegen die Steuerwelle belastet wird. Auch kann sich die Federanordnung für anders aufgebaute variable Ventiltriebe beziehungsweise Motoren eignen, so dass beispielsweise eine andere Anzahl an Einlassventilen pro Zylinder benötigt wird. Weitere geänderte Anordnungen sind innerhalb des Schutzbereiches des Hauptanspruchs denkbar.

Claims

Figure imgf000014_0001
2. Federanordnung für einen variablen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anlagefläche (56) auf der zur Arbeitskurvenkontur (34) entgegengesetzten Seite einer Drehachse (22) der Nockenwellenrolle (24) am Zwischenhebel (12) angeordnet ist, so dass das Federelement (44) ein Drehmoment um die Drehachse (22) der Nockenwellenrolle (24) des Zwischenhebels (12) erzeugt.
3. Federanordnung für einen variablen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement (44) eine Doppelschenkelfeder ist, deren Zwischenschenkel (48) am Lagergehäuse des variablen Ventiltriebs befestigt ist und deren Endschenkel (50) gegen je einen die Anlagefläche (56) bildenden Vorsprung (54) zweier nebeneinander angeordneter Zwischenhebelglieder (20) des Zwischenhebels (12) vorgespannt anliegen.
4. Federanordnung für einen variablen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Helix (46) des Federelementes (44) an der zur Nockenwelle (10) und zum Rollenschlepphebel (14) abgewandten Seite des Zwischenhebels (12) angeordnet ist.
5. Federanordnung für einen variablen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
Figure imgf000016_0001
PCT/EP2014/056799 2013-06-25 2014-04-04 Federanordnung für einen variablen ventiltrieb einer verbrennungskraftmaschine WO2014206591A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/899,560 US9784142B2 (en) 2013-06-25 2014-04-04 Spring arrangement for a variable valve drive of an internal combustion engine
EP14715302.7A EP3014080B1 (de) 2013-06-25 2014-04-04 Federanordnung für einen variablen ventiltrieb einer verbrennungskraftmaschine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013106646.1 2013-06-25
DE201310106646 DE102013106646A1 (de) 2013-06-25 2013-06-25 Federanordnung für einen variablen Ventiltrieb einer Verbrennungskraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014206591A1 true WO2014206591A1 (de) 2014-12-31

Family

ID=50439389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/056799 WO2014206591A1 (de) 2013-06-25 2014-04-04 Federanordnung für einen variablen ventiltrieb einer verbrennungskraftmaschine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9784142B2 (de)
EP (1) EP3014080B1 (de)
DE (1) DE102013106646A1 (de)
WO (1) WO2014206591A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016220397A1 (de) * 2016-10-18 2017-08-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Zwischenhebel eines variablen Ventiltriebs

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3808968A1 (de) * 2019-10-16 2021-04-21 Volvo Car Corporation Anordnung zur kraftübertragung von einer nockenwelle auf eine abtriebsvorrichtung
DE102020101555A1 (de) * 2020-01-23 2021-07-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hubvariabler Ventiltrieb mit einer Doppelschenkelfeder

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1387050A1 (de) * 2002-08-02 2004-02-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit einem hubvariablen Ventiltrieb
DE102004003327A1 (de) * 2004-01-22 2005-09-29 Entec Consulting Gmbh Vorrichtung zur variablen Ventilhubverstellung von Gaswechselventilen einer Verbrennungskraftmaschine
DE102007047582A1 (de) 2007-10-04 2009-04-09 Hydraulik-Ring Gmbh Einrichtung zur Steuerung des Restgasgehaltes von Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine
DE102010048708A1 (de) 2010-10-19 2012-04-19 Kolbenschmidt Pierburg Innovations Gmbh Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb
DE102012002026A1 (de) * 2012-02-03 2013-08-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Variabler Ventiltrieb mit Zylinderabschaltung für einen Verbrennungsmotor sowie Verfahren zur Steuerung des Ventiltriebs eines Verbrennungsmotors

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6868811B2 (en) * 2002-06-13 2005-03-22 Delphi Technologies, Inc. Frameless variable valve actuation mechanism
JP2004052604A (ja) * 2002-07-17 2004-02-19 Kazuhiro Kanamaru 内燃機関の動弁機構及び内燃機関の吸気量調整装置
JP4278590B2 (ja) * 2004-08-31 2009-06-17 株式会社日立製作所 内燃機関の可変動弁装置
DE102004049538A1 (de) * 2004-10-10 2006-04-13 Rolf Jung Vollvariable Hubventilsteuerungen für Brennkraftmaschinen
DE102004058106A1 (de) * 2004-12-01 2006-06-08 Rolf Jung Vollvariable Hubventilsteuerung einer Brennkraftmaschine
DE102005040959A1 (de) * 2005-08-30 2007-03-08 Bayerische Motoren Werke Ag Hubvariabler Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine
DE102010009399A1 (de) * 2010-02-26 2011-09-01 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Schwenkhebel für einen hubvariablen Gaswechselventiltrieb

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1387050A1 (de) * 2002-08-02 2004-02-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit einem hubvariablen Ventiltrieb
DE102004003327A1 (de) * 2004-01-22 2005-09-29 Entec Consulting Gmbh Vorrichtung zur variablen Ventilhubverstellung von Gaswechselventilen einer Verbrennungskraftmaschine
DE102007047582A1 (de) 2007-10-04 2009-04-09 Hydraulik-Ring Gmbh Einrichtung zur Steuerung des Restgasgehaltes von Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine
DE102010048708A1 (de) 2010-10-19 2012-04-19 Kolbenschmidt Pierburg Innovations Gmbh Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb
DE102012002026A1 (de) * 2012-02-03 2013-08-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Variabler Ventiltrieb mit Zylinderabschaltung für einen Verbrennungsmotor sowie Verfahren zur Steuerung des Ventiltriebs eines Verbrennungsmotors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016220397A1 (de) * 2016-10-18 2017-08-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Zwischenhebel eines variablen Ventiltriebs

Also Published As

Publication number Publication date
US9784142B2 (en) 2017-10-10
EP3014080A1 (de) 2016-05-04
EP3014080B1 (de) 2017-06-07
US20160146066A1 (en) 2016-05-26
DE102013106646A1 (de) 2015-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010060766B4 (de) Schiebenockensystem zur Verwendung bei einem Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine
DE102016209600A1 (de) Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine
EP3014080B1 (de) Federanordnung für einen variablen ventiltrieb einer verbrennungskraftmaschine
EP1049857A1 (de) Vorrichtung zur unterbrechung des kraftflusses zwischen wenigstens einem ventil und wenigstens einem nocken einer nockenwelle
DE102016212480A1 (de) Variabler Ventiltrieb eines Verbrennungskolbenmotors
WO2012175070A1 (de) Schlepphebel und verbrennungsmotor mit einem solchen
WO1994003709A1 (de) Motorventilabschaltung mittels nockenrollenverlagerung
DE102008020909B4 (de) Dekompressionsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102017130323B3 (de) Ventilvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
WO2009053217A1 (de) Brennkraftmaschine
WO2000037819A1 (de) Getriebeähnlich ausgebildete vorrichtung zur betätigung der bremsbacken
EP2834484B1 (de) Mechanisch steuerbarer ventiltrieb mit einem gasauslassventil sowie mechanisch steuerbare ventiltriebanordnung und brennkraftmaschine
EP3073072B1 (de) Mechanisch steuerbarer ventiltrieb sowie mechanisch steuerbare ventiltriebanordnung
DE102004008389A1 (de) Hubvariabler Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine
AT519812A1 (de) Mechanische Ventilbetätigungsvorrichtung
EP2823158B1 (de) Mechanisch steuerbare ventiltriebanordnung
DE102020123950A1 (de) Schlepphebelvorrichtung und Aktuator
WO2005026503A2 (de) Vollvariable hubventilsteuerung
EP3324010B1 (de) Mechanisch steuerbarer ventiltrieb
DE102006029178A1 (de) Schlepphebel
DE102011014744B4 (de) Mechanisch steuerbarer Ventiltrieb sowie mechanisch steuerbare Ventiltriebanordnung
AT521445B1 (de) Variable ventiltriebvorrichtung
DE102005019809A1 (de) Vorrichtung zum Verstellen der Verdichtung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
AT500600B1 (de) Brennkraftmaschine mit innerer verbrennung
EP2453155B1 (de) Ventil mit einer Stellvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14715302

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014715302

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014715302

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14899560

Country of ref document: US