DE4310734C2 - Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei einem derartigen, beispielsweise aus der Druckschrift DE 38 ­ 00 347 C2 bekannten Ventilbetätigungsmechanismus ist es für ein störungsfreies Arbeiten erforderlich, daß die Bohrungen in den ersten Schlepphebeln und die Bohrungen in dem zweiten Schlepp­ hebel exakt miteinander fluchten, wenn die ersten und zweiten Schlepphebel miteinander gekoppelt werden sollen, da sonst nicht gewährleistet ist, daß die in den Bohrungen der einen Schlepp­ hebel angeordneten Kolben in die Bohrungen des oder der anderen Schlepphebel eingeführt werden können. Aufgrund unvermeidlicher Fertigungstoleranzen kann ein Versatz der Bohrungen sowohl in Längsrichtung der Schwenkachse als auch senkrecht dazu auftre­ ten.

Aus der Druckschrift DE 41 22 827 A1 ist darüber hinaus ein Ventilsystem für einen Kraftfahrzeugmotor bekannt, das auf einer Kipphebelwelle mit einem diametralen Schaltelement zwei Haupt­ kipphebel und einen dazwischen angeordneten, schaltbaren Neben­ kipphebel aufweist. Zwischen einem der Hauptkipphebel und dem Nebenkipphebel ist dort ein Federelement angeordnet (Fig. 7), welches den Nebenkipphebel unter Aufbringung einer Axialkraft gegen den anderen der Hauptkipphebel drückt.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln den Versatz der miteinander zusammenwirkenden Bohrungen in den ersten und zweiten Schlepphebeln in Längsrichtung der Schwenkachse auszu­ schließen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag werden die Bohrungen in den einer Ventilgruppe zugeordneten ersten und zweiten Schlepphebeln gemeinsam bearbeitet, nachdem alle Schlepphebel dieser Gruppe axial zusammengespannt wurden. Damit ist bei der Herstellung der Schlepphebelgruppe eine exakte Fluchtung der betreffenden Bohrun­ gen sichergestellt. Diese exakte Fluchtung wird im eingebauten Zustand dadurch aufrecht erhalten, daß die Schlepphebel einer Gruppe durch eine axiale Kraft aneinander- und die Schlepphebel­ gruppe an einen ortsfesten Anschlag angedrückt wird. Damit liegen im Betrieb die gleichen Verhältnisse vor wie bei der Fertigung, d. h., es ist sichergestellt, daß die miteinander zusammenwirkenden Bohrungen in den ersten und zweiten Schlepphebeln in Längsrichtung der Schwenkachse exakt miteinander fluchten.

Die auf die Schlepphebelgruppe wirkende Axialkraft wird vorzugs­ weise von einer Feder erzeugt, insbesondere von einer die Schwenkachse umgebenden Tellerfeder, die sich einerseits an einer Lagerstelle der Schwenkachse und andererseits an der Schlepp­ hebelgruppe abstützt und diese in Richtung auf ihren Anschlag drückt. Tellerfedern haben den Vorteil, daß sie eine geringe axiale Erstreckung haben und daher problemlos untergebracht werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Ventiltrieb mit einem erfindungsgemäßen Ventilbe­ tätigungsmechanismus im senkrechten Schnitt entlang Linie 1-1 in Fig. 2

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 1 und

Fig. 3 die Schlepphebelgruppe von Fig. 1 und 2 im Längsschnitt.

In der Zeichnung ist ein Ventiltrieb für zwei Einlaßventile E dargestellt. Jedes Ventil E ist im Schließsinn von einer Feder 1 beaufschlagt. Die Ventile werden von eigenen Nocken 2, 3 einer Nockenwelle 4 über erste Schlepphebel 5 betätigt, die auf einer gemeinsamen ortsfesten Achse 6 schwenkbar gelagert sind. Die Nocken 2 und 3 haben vorzugsweise unterschiedliche Nockenprofile, um für die einzelnen Einlaßventile einen unterschiedlichen Ventilhub, eine unterschiedliche Öffnungsdauer und/oder unter­ schiedliche Steuerzeiten zu erreichen und im unteren und mittleren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine optimale Voraussetzungen zu schaffen. Zwischen den beiden Nocken 2 und 3 ist auf der Nockenwelle 4 ein weiterer Nocken 7 angeordnet, dessen Nockenprofil für die Verhältnisse im oberen Drehzahl­ bereich der Brennkraftmaschine ausgelegt ist, also beispielsweise einen größeren Ventilhub und eine längere Öffnungsdauer bewirkt. Mit dem Nocken 7 wirkt ein zweiter Schlepphebel 8 zusammen, der im oberen Drehzahlbereich mit den ersten Schlepphebeln 5 gekop­ pelt werden kann, so daß in diesem Drehzahlbereich die Ventile E entsprechend der Kontur des Nockens 7 betätigt werden. Das freie Ende des zweiten Schlepphebels 8 ist mit einer Traverse 9 versehen, die vor und in geringem Abstand von den freien Enden der ersten Schlepphebel 5 verläuft. In den ersten Schlepphebeln 5 sind zur Schwenkachse 6 radiale Bohrungen 10 vorgesehen, die mit Bohrungen 11 in der Traverse fluchten, wenn sich die Ventile E in ihrer Schließstellung befinden, also die Schlepphebel 5 und 8 auf den identischen Grundkreises ihrer Nocken 2, 3 und 7 laufen. In jeder Bohrung 10 ist ein Kolben 12 angeordnet, der zwischen einer ersten, inneren Stellung (Fig. 2) und einer zweiten äußeren Stellung (Fig. 1) verschiebbar ist, in welcher er in die ent­ sprechende Bohrung 11 in der Traverse 9 eingreift. In der zweiten Stellung verbinden somit die Kolben 12 die ersten Schlepphebel 5 mit dem zweiten Schlepphebel 8, so daß die Ventile entsprechend der Kontur des Nockens 7 betätigt werden.

Die Verschiebung der Kolben 12 nach außen erfolgt mit Hilfe eines Druckmittels, das durch einen Kanal 14 in der Achse 6 zugeführt wird, der mit den Bohrungen 10 über Öffnungen 15 in der Wand der Achse 6 in Verbindung steht. Wird die Druckmittelzufuhr unterbro­ chen, so werden die Kolben 12 jeweils durch eine Feder 13 in ihre Bohrungen 10 zurückgeführt, so daß nun der zweite Schlepphebel 8 frei schwingen kann und die Betätigung der Ventile durch die ersten Schlepphebel 5 entsprechend der Kontur der Nocken 2 bzw. 3 erfolgt. Die Feder 13 stützt sich einerseits an einem in der Bohrung 10 fixierten Einsatz 16 und andererseits am Ende 17 eines Rohres 18 ab, das am Kolben 12 befestigt ist und sich durch den Einsatz 16 hindurch erstreckt.

Jeder Schlepphebel 5 bzw. 8 weist eine Gleitfläche 19 auf, mit welcher er an seinem Nocken 2, 3 bzw. 7 anliegt. Die ersten Schlepphebel 5 werden durch die Ventilfedern 1 in Anlage an ihren Nocken 2, 3 und der zweite Schlepphebel 8 wird durch eine Feder 20 in Anlage an seinem Nocken 7 gehalten. Die Feder 20 ist auf einem eine Zündkerze oder ein Einspritzventil aufnehmenden Rohr 21 angeordnet und stützt sich einerseits an einen ortsfesten Widerlager 22 und andererseits an einem verschiebbaren Feder­ teller 23 ab, der mit das Rohr 21 teilweise umgebenden Fortsätzen 24 des zweiten Schlepphebels 8 zusammenwirkt.

Zur Vereinfachung der Fertigung der Schlepphebelgruppe erstrecken sich die Bohrungen 10 in den ersten Schlepphebeln 5 durch die Naben 25 dieser Schlepphebel hindurch, so daß die Bohrungen 10 in den ersten Schlepphebeln 5 und die Bohrungen 11 in der Traverse 9 des zweiten Schlepphebels 8 gemeinsam bearbeitet werden können. Diese Schlepphebelgruppe ist in Fig. 3 für sich im Längsschnitt dargestellt. Wie ersichtlich, sind die drei Schlepphebel 5 und 8 axial zusammengespannt. Die Bohrung 10 in jedem ersten Schlepp­ hebel 5 und die zugehörige Bohrung 11 in der Traverse 9 des zweiten Schlepphebels 8 werden mit einem entsprechenden Werkzeug gemeinsam bearbeitet, so daß sichergestellt ist, daß die Bohrungen 10 und 11 miteinander fluchten.

Um diesen Zustand auch im Betrieb aufrechtzuerhalten, sind die Schlepphebel 5 und 8 axial verschiebbar auf der Schwenkachse 6 angeordnet und es ist zwischen dem in Fig. 2 rechten ersten Schwenkhebel 5 und der diesem benachbarten Lagerstelle 28 im Zylinderkopf eine Tellerfeder 29 vorgesehen, die eine nach linke gerichtete Axialkraft auf die Schlepphebelgruppe ausübt und die Schlepphebel aneinander und die gesamte Schlepphebelgruppe gegen eine Anlagefläche 30 auf der anderen Seite der Schlepphebelgruppe drückt, die von einer zweiten Lagerstelle 31 für die Schwenkachse 6 gebildet ist. Damit ist sichergestellt, daß keine Versatz zwischen den Bohrungen 10 und 11 in Längsrichtung der Schwenk­ achse 6 vorhanden ist. Ein Versatz senkrecht zur Längsrichtung der Schwenkachse 6 kann durch entsprechend genaue Bearbeitung der Gleitflächen 19 und des Grundkreises der Nocken 2, 3 und 7 ausgeschlossen werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, schließt sich an die Bohrungen 11 in der Traverse 9 jeweils eine Entlüftungsbohrung 26 kleineren Durchmessers an, die einerseits verhindert, daß sich in der Bohrung 11 ein Druckpolster aufbauen kann, und die andererseits eine Schulter 27 bildet, welche als Anschlag für den Kolben 12 in seinem druckbeaufschlagten Zustand dient.

Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf einen Betätigungs­ mechanismus für Auslaßventile sowie für mehr als zwei gleichartige Ventile mit mehr als drei Schlepphebeln verwendbar.

Claims (3)

1. Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Einlaß- oder Auslaßventilen pro Zylinder, mit:

• a) ersten Schlepphebeln (5), die auf einer gemeinsamen Achse (6) schwenkbar gelagert sind und jeweils mit einem Ventil (E) und einem eigenen Nocken (2, 3) für einen ersten Drehzahlbereich zusammenwirken.
• b) mindestens einem zweiten Schlepphebel (8), der auf der gemeinsamen Achse (6) schwenkbar gelagert ist und mit einem eigenen Nocken (7) für einen zweiten Drehzahlbe­ reich zusammenwirkt, und
• c) einer Kupplungseinrichtung (12) zum wahlweisen Verbinden oder Trennen der Schlepphebel, wobei
• d) die Schlepphebel (5, 8) in Bezug auf die gemeinsame Schwenkachse radiale Bohrungen (10 bzw. 11) aufweisen, die miteinander fluchten, wenn die Ventile (E) geschlossen sind, und
• e) in der Bohrung jedes ersten Schlepphebels (5) oder des zweiten Schlepphebels (8) ein Kolben (12) angeordnet ist, der entgegen der Kraft einer Feder (13) durch Öldruck in eine Bohrung in dem anderen Schlepphebel verschiebbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrungen (10), in denen die Kolben (12) angeordnet sind, durch die Naben (25) der betreffenden Schlepphebel (5) hindurch erstrecken und mit den Bohrungen (11) in den anderen Schlepphebeln gemeinsam bearbeitet sind, daß die Schlepphebel (5, 8) axial verschiebbar auf der gemeinsamen Schwenkachse (6) gelagert sind, und daß eine Axialkraft ausübende Mittel (29) vorgesehen sind, welche die Schlepphebel (5, 8) aneinander und die gesamte Schlepphebelgruppe an einen ortsfesten Anschlag (30) drücken.

2. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (30) von einer Fläche einer Lagerstelle (31) der Schwenkachse (6) im Zylinder­ kopf auf einer Seite der Schlepphebelgruppe (5, 8) ge­ bildet ist und daß zwischen der anderen Seite der Schlepphebelgruppe und einer dieser gegenüberliegenden Fläche einer zweiten Lagerstelle (28) der Schwenkachse (6) eine die Axialkraft ausübende Feder (29) angeordnet ist.

3. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (29) eine die Schwenkachse (6) umgebende Tellerfeder ist.