DE4321308C1 - Ventilbetätigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilbetätigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Bei derartigen, beispielsweise aus der DE-PS 38 00 347 be­ kannten Ventilbetätigungsvorrichtungen wird der erste oder werden die ersten Schlepphebel von der Ventilfeder des zugehörigen Ventils in Richtung auf den bzw. die ersten Nocken beauf­ schlagt, während zum Andrücken des zweiten Schlepphebels an seinen Nocken eine eigene Feder vorgesehen ist. Diese Feder wird so ausgelegt, daß der zweite Schlepphebel im gesamten Drehzahlbereich ständig, d. h. sowohl während der Grund­ kreisphase als auch während der Hubphase an seinem Nocken anliegt, wozu eine Federkraft erforderlich ist, die etwa derjenigen einer Ventilfeder entspricht. Aufgrund der ver­ hältnismäßig großen, ständig wirkenden Andrückkraft entsteht ein erhöhter Verschleiß an dem zweiten Nocken und an dem zweiten Schlepphebel. Um diesen Verschleiß zu verringern, ist es bekannt (EP 264 253 A1) für das Andrücken des zweiten Schlepphebels an seinen Nocken zwei hintereinandergeschalte­ te Federn unterschiedlicher Stärke vorzusehen, die sich auf­ einander abstützen, wobei während der Grundkreisphase die stärkere Feder entspannt ist und der Schlepphebel nur von der schwächeren Feder an seinen Nocken angedrückt wird. In der Hubphase wird zunächst die schwächere Feder zusammenge­ drückt und dann über diese die stärkere Feder, so daß nun auf den zweiten Schlepphebel eine große Andrückkraft wirkt, die erforderlich ist, um den Kontakt des zweiten Schlepphe­ bels mit seinem Nocken während der Hubphase sicherzustellen. Bei dieser Vorrichtung wird zwar die Andrückkraft des zwei­ ten Schlepphebels an seinen Nocken während der Grundkreis­ phase und damit die Reibung zwischen diesen Teilen verrin­ gert, jedoch besteht der Nachteil, daß beim Übergang von der Grundkreisphase auf die Hubphase nach dem Zusammendrücken der schwächeren Feder die stärkere Feder zunächst nur mit einem Bruchteil ihrer Federkraft wirksam wird, da sie sich in einem entspannten Zustand befand und erst nach einer be­ stimmten Zusammendrückung ihre volle Federkraft entfaltet, wodurch eine sehr steife Feder mit hoher Federrate erforder­ lich ist, die zu einer übermäßigen Anpreßkraft beim Maximal­ hub führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Ventilbetätigungs­ vorrichtung der gattungsgemäßen Art die Reibung und den Ver­ schleiß des zweiten Schlepphebels und seines Nockens zu ver­ ringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für den zweiten Schlepphebel ein ortsfester Anschlag vorgesehen ist, der einen Kontakt zwischen einer Gleitfläche dieses Schlepphebels und dem Grundkreis des zweiten Nockens verhin­ dert, und daß die Federmittel den zweiten Schlepphebel unter Vorspannung an den Anschlag andrücken.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag findet somit während der Grundkreisphase überhaupt kein Kontakt zwischen dem zweiten Schlepphebel und seinem Nocken statt, so daß Reibung und Verschleiß nur während der Hubphase auftreten. Dadurch, daß die Federmittel den zweiten Schlepphebel an den Anschlag an­ drücken, wird der zweite Schlepphebel mit Beginn der Hubpha­ se, die ein Abheben des zweiten Schlepphebels von dem An­ schlag zur Folge hat, mit der Vorspannkraft der Federmittel an seinen Nocken angedrückt, womit eine Anlage des zweiten Schlepphebels an seinen Nocken während der Hubphase auch bei hohen Drehzahlen sichergestellt ist.

Der Abstand zwischen der Gleitfläche des zweiten Schlepphe­ bels und seinem Nocken während der Grundkreisphase kann dem üblichen Ventilspiel entsprechen, beträgt also nur einen Bruchteil eines Millimeters.

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

Fig. 1 eine Ventilbetätigungsvorrichtung im senkrechten Schnitt entlang Linie 1-1 in Fig. 2,

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

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 1.

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 ge­ lagert sind und durch die Ventilfedern 1 während ihrer Hub­ phasen in Anlage an ihren Nocken 2, 3 gehalten werden. Die Nocken 2 und 3 haben vorzugsweise unterschiedliche Nocken­ profile, um für die einzelnen Einlaßventile einen unter­ schiedlichen Ventilhub, eine unterschiedliche Öffnungsdauer und/oder unterschiedliche 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 Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine ausgelegt ist, also beispielsweise einen größeren Ventilhub und eine länge­ re Öffnungsdauer bewirkt. Mit dem Nocken 7 wirkt ein zweiter Schlepphebel 8 zusammen, der im oberen Drehzahlbereich mit den ersten Schlepphebeln 5 gekoppelt 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 sich in ihrer Grundkreisphase befinden. In jeder Boh­ rung 10 ist ein Kolben 12 angeordnet, der zwischen einer er­ sten, inneren Stellung (Fig. 3) und einer zweiten äußeren Stellung verschiebbar ist, in welcher er in die entsprech­ ende Bohrung 11 in der Traverse 9 eingreift. In der zweiten Stellung verbinden somit die Kolben 12 die ersten Schlepphe­ bel 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 Druck­ mittelzufuhr unterbrochen, 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 Fe­ der 13 stützt sich einerseits an einem in der Bohrung 10 fi­ xierten 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.

Der zweite Schlepphebel 8 weist eine Gleitfläche 19 auf, die in der Hubphase an dem Nocken 7 anliegt. Diese Anlage wird durch eine Feder 20 erzwungen, die im Ausführungsbeispiel auf einem eine Zündkerze oder ein Einspritzventil aufnehmen­ den Rohr 21 unter Vorspannung zwischen einem ersten, mit dem Rohr 21 verbundenen Federteller 22 und einem zweiten, ver­ schiebbar auf dem Rohr 21 angeordneten Federteller 23 liegt. Der Federteller 23 stützt sich an das Rohr 21 teilweise um­ gebenden Fortsätzen 24 des zweiten Schlepphebels 8 ab.

An einem ortsfesten Bauteil 25, das normalerweise Bestand­ teil des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine ist, ist ein Anschlag 26 vorgesehen, an den der zweite Schlepphebel 8 in seiner Grundkreisphase durch die Feder 20 angedrückt wird. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Gleitfläche 19 mit dem Grundkreis des Nockens 7 nicht in Kontakt ist, wie dies in Fig. 1 der Anschaulichkeit halber übertrieben darge­ stellt ist. In der Praxis ist der Abstand zwischen der Gleitfläche 19 und dem Nocken-Grundkreis in der Größenord­ nung des normalen Ventilspiels. Durch diese Anordnung wird vermieden, daß zwischen der Gleitfläche 19 und dem Nocken 7 in der Grundkreisphase Reibung auftritt. Mit Beginn der Hub­ phase wird der zweite Schlepphebel 8 von der Erhebung des Nockens 7 von dem Anschlag 26 abgehoben, wodurch er unter die Wirkung der vorgespannten Feder 20 kommt und mit ent­ sprechender Kraft an die Erhebung des Nockens 7 angedrückt wird. Diese Andrückkraft erhöht sich mit zunehmender Ver­ schwenkung des zweiten Schlepphebels 8 durch die Erhebung des Nockens 7 entsprechend der Kennlinie der Feder 20.

Mit der Erfindung wird somit einerseits die Gesamtreibung zwischen dem Schlepphebel 8 und dem Nocken 7 verringert, da eine Reibung nur in der Hubphase auftritt, und es wirkt an­ dererseits unmittelbar mit Beginn der Hubphase bereits die Vorspannung der Feder 20 zum Andrücken des Schlepphebels 8 an die Erhebung des Nockens 7.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungs­ beispiel beschränkt, sondern auch für eine Ventilbetätigungs­ vorrichtung für nur ein Ventil oder für mehr als zwei Venti­ le mit variabler Ventilsteuerung pro Zylinder verwendbar. Die Erfindung kann grundsätzlich auch für anders aufgebaute Ventilsteuerungen, beispielsweise solche entsprechend DE-PS 35 26 543, eingesetzt werden, bei denen ein Schlepphebel, der nicht direkt auf ein Ventil wirkt, durch eine eigene Fe­ der an seinen Nocken angedrückt wird.

Claims (2)

1. Ventilbetätigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Einlaß- und einem Auslaßventil pro Zylinder, einem ersten Schlepphebel (5), der mit einem Ventil (E) und mit einem ersten Nocken (2 bzw. 3) einer Nockenwelle (4) für einen ersten Drehzahlbereich zusammen­ wirkt, einem zweiten Schlepphebel (8), der mit einem zweiten Nocken (7) der Nockenwelle für einen zweiten Drehzahlbereich zusammenwirkt und in Richtung auf diesen Nocken (7) durch Federmittel (20) beaufschlagt ist, und mit Kupplungsmitteln (12) zum Verbinden oder Trennen der Schlepphebel (5, 8), dadurch gekennzeichnet, daß für den zweiten Schlepphebel (8) ein ortsfester An­ schlag (26) vorgesehen ist, der einen Kontakt zwischen einer Gleitfläche (19) dieses Schlepphebels und dem Grund­ kreis des zweiten Nockens (7) verhindert, und daß die Fe­ dermittel (20) den zweiten Schlepphebel (8) unter Vor­ spannung an den Anschlag (26) andrücken.

2. Ventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite Schlepphebel (8) zwischen zwei ersten Schlepphebeln (5) auf einer gemeinsamen Schwenkachse (6) gelagert ist und eine Traverse (9) auf­ weist, die vor und in geringem Abstand von den freien En­ den der ersten Schlepphebel (5) verläuft, und daß die Kupplungseinrichtung von Kolben (12) gebildet ist, die verschiebbar in zur Schwenkachse (6) radialen Bohrungen (10) in den ersten Schlepphebeln (5) angeordnet sind und zur Verbindung der ersten Schlepphebel (5) mit dem zwei­ ten Schlepphebel (8) in Bohrungen (11) verschiebbar sind, die in der Traverse (9) des zweiten Schlepphebels (8) an­ geordnet sind, wobei der Anschlag (26) in der Grundkreis­ phase des zweiten Schlepphebels (8) mit der Traverse (9) zusammenwirkt.