DE4339945C1 - Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb für eine Brenn­ kraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs.

Bei derartigen, beispielsweise aus der DE-OS 42 05 230 be­ kannten Ventiltrieben wird der oder werden die ersten Schlepphebel von der Ventilfeder des zugehörigen Ventils an den bzw. die ersten Nocken angedrückt, während zum Andrücken des zweiten Schlepphebels an seinen Nocken eine eigene Feder vorgesehen ist. Diese Feder ist so ausgelegt, daß der zweite Schlepphebel im gesamten Drehzahlbereich ständig, d. h. so­ wohl während der Grundkreisphase als auch während der Hub­ phase, an seinem Nocken anliegt, wozu eine Federkraft erfor­ derlich ist, die etwa derjenigen der Ventilfeder entspricht. Aufgrund der verhältnismäßig großen, ständig wirkenden An­ drückkraft entsteht ein erhöhter Verschleiß an dem zweiten Nocken und an dem zweiten Schlepphebel. Um diesen Verschleiß zu verringern, ist es bekannt (EP 02 64 253 A1) für das An­ drücken des zweiten Schlepphebels an seinen Nocken zwei hin­ tereinandergeschaltete Federn unterschiedlicher Stärke vor­ zusehen, die sich aufeinander 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 schwäche­ re Feder zusammengedrückt 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 Schlepphebels mit seinem Nocken während der Hubphase sicherzustellen. Nachteilig ist hierbei, daß beim Übergang von der Grundkreisphase auf die Hubphase nach dem Zusammen­ drücken der schwächeren Feder die stärkere Feder zunächst nur mit einem Bruchteil ihrer Federkraft wirksam wird, da sie sich in einem entspannten Zustand befand und, die norma­ le lineare Federkennlinie vorausgesetzt, erst bei 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.

Aus der JP 3-258 904 A ist es für einen Ventiltrieb eine Brennkraftmaschine bekannt, zwischen einem ersten Schlepphebel und dem zugehörigen Ventil eine hydraulisches Ventilspielausgleichselement vorzusehen. Damit dieses Ventilspielausgleichselement auch in den Betriebszuständen (hohe Drehzahlen) funktioniert, in denen der erste Schlepphebel mit einem zweiten Schlepphebel verriegelt ist, der mit einem Hochdrehzahlnocken zusammenwirkt, ist zwischen dem zweiten Schlepphebel und dem Hochdrehzahlnocken in der Grundkreisphase ein Spiel vorgesehen. Auf diese Weise kann vermieden werden, daß sich der erste Schlepphebel aufgrund von Fertigungstoleranzen vom Grundkreis abhebt.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Ventiltrieb der gat­ tungsgemäßen Art den Verschleiß des zweiten Schlepphebels und seines Nockens zu verringern, ohne übermäßige Andrück­ kräfte beim Maximalhub in Kauf nehmen zu müssen.

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

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag ist der zweite Schlepp­ hebel während der Grundkreisphase ohne Kontakt mit seinen Nocken, so daß eine Reibung nur in der Hubphase stattfindet. Der Verschleiß ist dadurch auf ein Minimum reduziert. Das benötigte Spiel wird durch Versuche ermittelt und dadurch eingestellt, daß ein Stützring entsprechender Dicke verwen­ det wird.

Ein weiterer, mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß der zweite Schlepphebel wegen seines Spiels in der Grundkreisphase leicht beweglich ist, wodurch die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Schlepphebel mittels der Kupplungsmittel erleichtert ist.

Der zweite Federteller mit dem rohrförmigen Fortsatz kann zur Gewichtseinsparung aus Leichtmetall bestehen.

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

Fig. 1 einen Ventiltrieb im senkrechten Schnitt entlang Linie 1-1 in Fig. 2 und

Fig. 2 den Ventiltrieb mit einer Schnittebene entlang Linie 2-2 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 gelagert sind und durch die Ventilfedern 1 während ihrer Hubphasen in Anlage an ihren Nocken 2, 3 gehalten werden. Die Nocken 2 und 3 haben vorzugsweise unterschiedliche Nockenprofile, um für die einzelnen Einlaßventile einen unterschiedlichen Ventilhub, eine unterschiedliche Öffnungs­ dauer und/oder unterschiedliche Steuerzeiten zu erreichen und im unteren und mittleren Drehzahlbereich der Brenn­ kraftmaschine 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 Brennkraftmaschi­ ne ausgelegt ist, also beispielsweise einen größeren Ventil­ hub und eine längere 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 Traver­ se 9 versehen, die vor und in geringem Abstand von den frei­ en 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 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) ver­ schiebbar ist, in welcher er in die entsprechende Bohrung 11 in der Traverse 9 eingreift. In der zweiten Stellung verbin­ den 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 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 Feder 13 stützt sich einerseits an einem in der Bohrung 10 fixierten Einsatz 16 und andererseits am Ende 17 eines Roh­ res 18 ab, das am Kolben 12 befestigt ist und sich durch den Einsatz 16 hindurch erstreckt.

Der Schlepphebel 8 weist eine Gleitfläche 19 auf, die mit dem Nocken 7 in der Hubphase zusammenwirkt.

Der zweite Schlepphebel 8 wird in der Hubphase in Anlage an seinem Nocken 7 durch eine Feder 22 gehalten, die im Ausfüh­ rungsbeispiel auf einem eine Zündkerze oder ein Einspritz­ ventil aufnehmenden Rohr 20 angeordnet ist. Die Feder 22 ist mit Vorspannung zwischen einem ersten, mit dem Rohr 20 ver­ bundenen Federteller 24 und einem zweiten Federteller 25 angeordnet, der verschiebbar auf dem Rohr 20 sitzt und einen rohrförmigen Fortsatz 26 aufweist, der sich an einem ortsfe­ sten Anschlag 27 abstützt, welcher im Beispiel von einer Fläche am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gebildet wird. Den Fortsatz 26 teilweise umgreifende Fortsätze 21 des zwei­ ten Schlepphebels 8 stützen sich auf einem Stützring 28 ab, der verschiebbar auf dem Fortsatz 26 sitzt. Die Dicke des Stützringes 28 ist so gewählt, daß ein gewünschtes Spiel s zwischen der Gleitfläche 19 des zweiten Schlepphebels 8 und dem Grundkreis seines Nockens 7 besteht.

Während der in Fig. 1 dargestellten Grundkreisphase ist der zweite Schlepphebel ohne Berührung mit seinem Nocken 7, da die Feder 22 über den rohrförmigen Fortsatz 26 an dem orts­ festen Anschlag 27 abgestützt ist. Mit Beginn der Hubphase wird der Schlepphebel 8 um die Achse 6 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei die Fortsätze 21 des Schlepphebels 8 den Stützring 28 an den zweiten Federteller 25 anlegen und dann unter die Wirkung der vorgespannten Feder 22 kommen. Der zweite Schlepphebel 8 wird somit unmittelbar nach Beginn der Hubphase mit einer Kraft, die der Vorspannung der ersten Feder 22 entspricht, an seinen Nocken 7 angedrückt, und diese Andrückkraft steigt mit größer werdenden Schwenkwinkel entsprechen der Kennlinie der Feder 22.

Claims (2)

1. Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine mit

   • - mindestens einem Einlaß- und einem Auslaßventil (E) pro Zylinder,
   • - einem ersten Schlepphebel (5), pro Ventil (E), der mit dem Ventil (E) und mit einem ersten Nocken (2 bzw. 3) einer Nockenwelle (4) für einen ersten Drehzahlbereich zusammenwirkt,
   • - einem zweiten Schlepphebel (8) pro Ventil (E), der mit einem zweiten Nocken (7) der Nockenwelle für einen zweiten Drehzahlbereich zusammenwirkt und an diesem in der Hubphase durch eine Schraubenfeder (22) in Anlage gehalten wird, und
   • - Kupplungsmitteln (12) zum Verbinden oder Trennen der ersten und zweiten Schlepphebel (5, 8)
   • - wobei die Schraubenfeder (22) auf einem ortsfesten, eine Zündkerze oder ein Einspritzventil aufnehmenden Rohr (20) zwischen einem mit dem Rohr verbundenen ersten Federteller (24) und einem auf dem Rohr verschiebbaren zweiten Federteller (25) vorgespannt angeordnet ist,
2. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Federteller (25) einen rohrförmigen, das Rohr (20) umgebenden Fortsatz (26) aufweist, der sich auf einem ortsfesten Anschlag (27) abstützt, und daß der zweite Schlepphebel (8) an einem den Fortsatz (26) umgebenden und auf diesem verschiebbaren Stützring (28) anliegt, dessen Dicke so gewählt ist, daß sich u. a. ein Spiel zwischen dem zweiten Schlepphebel und seinem Nocken (7) in der Grundkreisphase ergibt.