DE19956159A1

DE19956159A1 - Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19956159A1
Application number: DE19956159A
Authority: DE
Inventors: Michael Haas; Joachim Seitz
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 1999-11-23
Publication date: 2001-05-31

Abstract

Vorgeschlagen ist ein Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine mit einem nockenbetätigbaren Schlepphebel (2), der an seinem ersten Ende (3) auf einem Kopf (4) eines in einen Zylinderkopf (7) eingebauten Abstützelements (5) gelagert ist und an seinem zweiten Ende (8) auf zumindest ein Gaswechselventil (9) einwirkt, wobei im Ventiltrieb (1) einerseits Schaltmittel (11) zur Umschaltung auf unterschiedliche Hübe für das Gaswechselventil (9) vorgesehen sind und andererseits ein hydraulisches Spielausgleichselement (12) vorhanden ist. Erfindungsgemäß sind Schaltmittel (11) derart örtlich von dem Spielausgleichselement (12) getrennt, dass sie im Abstützelement (5) verlaufen, wobei das Spielausgleichselement (12) in das zweite Ende (8) des Schlepphebels (2) eingebaut ist. Durch diese Trennung benötigt der vorgeschlagene Ventiltrieb (1) nur einen geringen Bauraum, der im wesentlichen dem bisherigen Bauraum bei nichtschaltbaren Ventiltrieben entspricht.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem nockenbetätigbaren Schlepphebel, der an seinem ersten Ende auf einem Kopf eines in einen Zylinderkopf eingebauten Abstützelements gelagert ist und an seinem zweiten Ende auf zumindest ein Gaswechselventil einwirkt, wobei im Ventiltrieb einerseits Schaltmitteln zur Umschaltung auf unterschiedliche Hübe für das Gaswechselventil vorgesehen sind und andererseits ein hydraulisches Spielausgleichselement vorhanden ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiger Ventiltrieb mit Schlepphebel geht aus der als gattungsbildend betrachteten EP 06 34 564 A1 hervor. Diesem ist der Nachteil immanent, dass es relativ hoch baut. Wie der Fachmann sich der Zeichnung entnehmen kann, ist außerhalb des Zylinderkopfes die sogenannte "lost-motion-Feder" angeord net. Axial unterhalb dieser Feder verläuft ein quer verlagerbares Schaltmittel, wobei wiederum axial unterhalb dieses Schaltmittels das Spielausgleichsele ment gegenüber einem Bohrungsgrund positioniert ist. Soll nun ein derartiger Ventiltrieb mit einem hoch bauenden Abstützelement in vorhandene Motoren konzepte implementiert werden, so kann es aufgrund der relativ hohen Bauhö he zu Bauraumproblemen kommen. Auch ist es oftmals nicht möglich, die Auf nahme im Zylinderkopf für das Abstützelement tiefer bzw. breiter zu bohren, da man hier in den Bereich von beispielsweise Einlass-, Auslass- oder Kühlkanä len o. Ä. kommt.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Ventiltrieb der vorbeschriebenen Art zu schaffen, bei dem die zitierten Nachteile mit einfachen Mitteln beseitigt sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

- dass die Schaltmittel derart örtlich von dem Spielausgleichselement ge trennt sind, dass entweder die Schaltmittel in einem der Enden des Schlepphebels und das Spielausgleichselement im Abstützelement oder
- dass die Schaltmittel im Abstützelement und das Spielausgleichselement in einem der Enden des Schlepphebels verlaufen.

Durch diese somit getrennte Bauweise der im Stand der Technik bisher in einer Baueinheit zusammengefaßten Bauteile Spielausgleichselement/Schaltmittel ist kein größerer Bauraum als bei bisherigen nichtschaltbaren Ventiltrieben erforderlich. Der erfindungsgemäße Ventiltrieb kann somit ohne größeren Auf wand auch nachträglich in vorhandene Motorenkonzepte integriert werden. Es sind keine wesentlichen Änderungen am Grunddesign des entsprechenden Motors erforderlich.

Gemäß einer ersten Konkretisierung der Erfindung ist es vorgesehen, die Schaltmittel in das Abstützelement einzubauen, wobei dann das hydraulische Spielausgleichselement an einem der Enden des Schlepphebels verläuft. Vor zugsweise soll das Spielausgleichselement in das Ende eingebaut werden, welches mit dem Gaswechselventil kommuniziert (zweites Ende). Als Schalt mittel ist bevorzugt ein Kolben vorgesehen, der im Abschaltfall vollständig in einer der Bohrungen der Teile verläuft. Die Bohrungen können radial angeord net sein, es ist jedoch auch an alternative Gestaltungen wie windschiefe, se kantenartige u. ä. gedacht. Auch können andere Schaltmittel wie beispielsweise klinken-, kugel- bzw. keilartige vorgesehen sein.

Die Teile des Abstützelements sind bevorzugt zylindrisch hergestellt, wobei das eine unmittelbar im Zylinderkopf angeordnete Teil topfförmige Geometrie haben kann und das zu diesem axial verlagerbare Teil als Zylinder hergestellt ist.

Selbstverständlich ist auch an ein Schaltprinzip gedacht, bei dem nicht nur lediglich ein Kolben als Schaltmittel verlagert werden kann, sondern bei dem ein Paket von Kolben als Schaltmittel vorgesehen ist.

Als "lost-motion-Feder" ist zumindest eine Druckfeder vorgesehen. Denkbar sind an dieser Stelle jedoch auch andere druckausübende Mittel, so beispiels weise auch pneumatische oder magnetische.

Alternativ zu den vorbeschriebenen Maßnahmen ist es Gegenstand der Erfin dung, die Schaltmittel unmittelbar im Schlepphebel anzuordnen, wobei dann das Abstützelement das hydraulische Spielausgleichselement enthält. Vor zugsweise sollen die Schaltmittel im Bereich des zweiten Endes des Schlepp hebels appliziert sein.

In Konkretisierung der eben genannten Maßnahmen ist es vorgeschlagen, das entsprechende Ende des Schlepphebels mit einer Ausstülpung zu versehen, um so den entsprechenden Bauraum für das Federmittel wie die vorher schon genannte Druckfeder zu erzielen. Diese Ausstülpung kann einteiliger Be standteil des Schlepphebels sein, sie kann jedoch auch aus einem separaten Bauteil bestehen.

Eine einfache Möglichkeit einer Verbindung des Schlepphebels mit dem Kopf des Abstützelements ist Gegenstand eines weiteren Unteranspruchs. Demnach kann im Bereich des ersten Endes ein scharnierartiges Gelenk vorgesehen sein. Dieses gestattet zum einen eine einfache Schwenkbewegung des Schlepphebels während eines Nockenhubs und zum anderen wird somit ein Verkippen des Schlepphebels nach dessen Montage auf dem Gaswechselven til verhindert.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird zweckmäßigerweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Variante eines Ventiltriebs mit Schlepp hebel, bei dem das Abstützelement die Schaltmittel enthält und im Schlepphebel das hydraulische Spielausgleichselement einge baut ist;

Fig. 2 das Abstützelement nach Fig. 1 und die

Fig. 3 einen gegenüber den vorgenannten Figuren alternativen Ventil trieb, bei dem das Abstützelement das hydraulische Spielaus gleichselement hat und im Schlepphebel die Schaltmittel einge baut sind.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Die Fig. 1 offenbart einen Ventiltrieb 1. Dieser besteht aus einem Schlepphe bel 2, der im Bereich seines ersten Endes 3 auf einem Kopf 4 eines Abstütze lements 5 gelagert ist. Das Abstützelement 5 ist in eine Aufnahme 6 eines Zy linderkopfes 7 eingebaut. Im Bereich seines zweiten Endes 8 ist der Schlepp hebel 2 auf einem Gaswechselventil 9 gelagert. Des Weiteren ist der Fig. 1 entnehmbar, dass der Schlepphebel 2 in etwa im Bereich seiner Mitte eine Rolle 10 als unmittelbaren Gegenläufer für einen zeichnerisch nicht darge stellten Nocken aufweist.

Bei bisherigen schaltbaren Schlepphebeltrieben war das hydraulische Spielausgleichselement gemeinsam mit Schaltmitteln im Abstützelement inte griert. Diese Ausbildung verlangte zum einen eine relativ große axiale Bauhö he, beispielsweise aufgrund der hintereinander liegenden Anordnung der so genannten "lost-motion-Feder", der Schaltmittel sowie des hydraulischen Spielausgleichselements (s. a. Beschreibungseinleitung) und zum anderen war durch diese Gestaltung auch erheblicher Bauraumbedarf in Durchmesserrich tung erforderlich. Nach der Erfindung erfolgt eine örtliche Trennung der Schaltmittel 11 (s. auch Fig. 2) von dem hydraulischen Spielausgleichsele ment 12.

Gemäß Fig. 1 ist es vorgesehen, das hydraulische Spielausgleichselement 12 in eine ventilseitige Öffnung 28 des zweiten Endes 8 des Schlepphebels 2 ein zubauen. Am ersten Ende 3 ist der Schlepphebel 2 über später zu erläuternde Maßnahmen mit dem Kopf 4 des Abstützelements 5 verbunden. Dieses be steht, wie näher aus Fig. 2 zu entnehmen ist, aus einem äußeren Teil 14 topfartiger Geometrie und einem im äußeren Teil 14 verlaufenden inneren Teil 15 zylinderförmiger Gestaltung. Gegen eine Unterseite 16 des inneren Teils 15 wirkt ein Federmittel 17. Dieses ist hier als doppelte Schraubenfeder ausgebil det, die sich an ihrem anderen Ende an einem kopffernen Abschnitt 18 des äußeren Teils 14 abstützt. Dieser kopfferne Abschnitt 18 ist hier geschlossen ausgebildet und verläuft mit seiner Zylinderkopfseite 19 unmittelbar an einem Grund 20 der Aufnahme 6.

In den Teilen 14, 15 ist je eine Bohrung 21, 22 angeordnet, die bei der hier gezeigten axialen Verschiebestellung der Teile 14, 15 zueinander in Flucht sind. Dabei ist im inneren Teil 15 das Schaltmittel 11 angeordnet, welches ra dial nach außen über die Kraft einer Druckfeder 23 beaufschlagt ist. Das Schaltmittel 11 verläuft bei der hier gezeigten Verschiebeposition abschnitts weise in beiden Bohrungen 21, 22. Somit kann in an sich bekannter Art und Weise ein großer Ventilhub realisiert werden, wobei auf die Zu- und Abschal tung an dieser Stelle nicht näher eingegangen werden muß.

Der Kopf 4 hat eine Bohrung 24 zur Aufnahme eines Bolzens 25 (s. auch Fig. 3). Dieser Bolzen 25 verläuft andererseits im ersten Ende 3 des Schlepphebels 2. Somit ist in diesem Bereich ein scharnierartiges Gelenk 26 gebildet. Der Schlepphebel 2 kann bei Auflage auf dem Gaswechselventil 9 nicht mehr ver kippen.

Des Weiteren offenbart die Fig. 3, dass das Abstützelement 5 auch als ge wöhnliches Abstützelement ausgebildet sein kann und somit das hydraulische Spielausgleichselement 12 aufweist. Bei dieser Ausgestaltung ist es vorgese hen, im Bereich des zweiten Endes 8 des Schlepphebels 2 das Schaftmittel 11 zu positionieren. Dabei ist das zweite Ende 8 mit einer Ausstülpung 27 verse hen. Es hat eine ventilseitige Öffnung 28. In dieser Öffnung 28 verläuft ein axial beweglicher Schieber 29. Dieser Schieber 29 sowie die ventilseitige Öffnung 28 haben je eine radiale Öffnung 30, 31. Dabei verläuft das Schaltmittel 11 (hier ein Kolben) im Abschaltfall im Schieber 29 und ist radial nach außen über die Kraft einer Druckfeder 32 beaufschlagt.

Eine obere Seite des Schiebers 29 ist von einem Federmittel 33 kontaktiert, das hier als Druckfeder hergestellt ist. Dieses Federmittel 33 stützt sich ande renends an einem Grund 34 der Ausstülpung 27 ab.

Eine Verlagerung der Schaltmittel 11 soll gemäß den Fig. 2 und 3 in Ab schaltrichtung über Hydraulikmitteldruck realisiert werden. Dabei wird das Hy draulikmittel nach Fig. 2 aus dem Zylinderkopf 7 unmittelbar durch das Teil 14 geleitet und nach Fig. 3 wird das Hydraulikmittel aus dem Zylinderkopf 7 durch das Abstützelement 5, das Gelenk 26 und den Schlepphebel 2 vor das Schaltmittel 11 geführt, wobei auch andere Zuleitungsmaßnahmen denkbar sind.

Liste der Bezugszahlen

1

Ventiltrieb

2

Schlepphebel

3

erstes Ende

4

Kopf

5

Abstützelement

6

Aufnahme

7

Zylinderkopf

8

zweites Ende

9

Gaswechselventil

10

Rolle

11

Schaltmittel

12

hydraulisches Spielausgleichselement

13

nicht vergeben

14

äußeres Teil

15

inneres Teil

16

Unterseite

17

Federmittel

18

kopfferner Abschnitt

19

Zylinderkopfseite

20

Grund

21

Bohrung

22

Bohrung

23

Druckfeder

24

Bohrung

25

Bolzen

26

Gelenk

27

Ausstülpung

28

ventilseitige Öffnung

29

Schieber

30

Öffnung

31

Öffnung

32

Druckfeder

33

Federmittel

34

Grund

Claims

1. Ventiltrieb (1) einer Brennkraftmaschine mit einem nockenbetätigbaren Schlepphebel (2), der an seinem ersten Ende (3) auf einem Kopf (4) eines in einen Zylinderkopf (7) eingebauten Abstützelements (5) gelagert ist und an seinem zweiten Ende (8) auf zumindest ein Gaswechselventil (9) ein wirkt, wobei im Ventiltrieb (1) einerseits Schaltmitteln (11) zur Umschaltung auf unterschiedliche Hübe für das Gaswechselventil (9) vorgesehen sind und andererseits ein hydraulisches Spielausgleichselement (12) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltmittel (11) derart örtlich von dem Spielausgleichselement (12) getrennt sind, dass entweder die Schaltmittel (11) in einem der En den (8, 3) des Schlepphebels (2) und das Spielausgleichselement (12) im Abstützelement (5) oder dass die Schaltmittel (11) im Abstützelement (5) und das Spielausgleichselement (12) in einem der Enden (8, 3) des Schlepphebels (2) verlaufen.

2. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass bei Einbau der Schaltmittel (11) in das Abstützelement (5) dieses aus zwei teleskopartig ineinander gesteckten Teilen (14, 15) besteht, die voneinander weg durch die Kraft eines Federmittels (17) wie einer Druckfeder beaufschlagt sind, wobei eines der Teile (15, 14) den Kopf (4) für das erste Endes (3) des Schlepphebels (2) hat und das andere der Teile (14, 15) mit einem kopffernen Abschnitt (18) im Zylinderkopf (7) verläuft, wobei in deren axial voneinander entferntesten Stellung zwei Bohrungen (21, 22) zueinander fluchten, von denen je eine in ei nem der Teile (14, 15) positioniert ist und wobei im Abschaltfall in einer der Bohrungen (22, 21) das Schaltmittel (11) wie ein Kolben verläuft, das für den Zuschaltfall derartig verlagerbar ist, daß es sich abschnitts weise in beide Bohrungen (21, 22) erstreckt.

3. Ventiltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Spielausgleichselement (12) in eine ventilseitige Bohrung (28) des zweiten Endes (8) des Schlepphebels (2) eingebaut ist.

4. Ventiltrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das Federmittel (17) im Abstützelement (5) axial unterhalb des mit dem Kopf (4) versehenen Teils (15) eingebaut ist und einenends auf dessen Unterseite (16) einwirkt sowie anderenends sich auf einer Zylin derkopfseite (19) des anderen Teils (14) abstützt.

5. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass bei Einbau der Schaltmittel (11) in den Schlepphebel (2) das ent sprechende Ende (8, 3) des Schlepphebels (2) eine ventilseitige Öff nung (28) hat, in der ein in Öffnungsrichtung verlagerbarer Schieber (29) angeordnet ist, der an seiner Öffnungsfernen Stirnseite eine Anlage für das Gaswechselventil (9) oder den Kopf (4) des Abstützelements (5) hat und an seiner Öffnungsseite von einem Federmittel (33) wie einer Druckfeder beaufschlagt ist, die sich anderenends an einem Grund (34) der ventilseitigen Öffnung (28) abstützt, wobei in einer axial voneinander entferntesten Stellung des Schiebers (29) zur ventilseitigen Öffnung (28) zwei Öffnungen (30, 31) zueinander fluchten, von denen je eine an der ventilseitigen Öffnung (28) und die andere im Schieber (29) angeordnet ist, wobei im Abschaltfall in einer der zwei Öffnungen (30, 31) das Schaltmittel (11) wie ein Kolben verläuft, das für den Zuschaltfall derar tig verlagerbar ist, dass es sich abschnittsweise in beide Bohrungen (30, 31) erstreckt.

6. Ventiltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Ende (3) des Schlepphebels (2) mit dem Kopf (4) des Abstützelements (5) über ein scharnierartiges Gelenk (26) verbundenen ist.

7. Ventiltrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kopf (4) eine quer zum Schlepphebel (2) verlaufende Bohrung (24) hat, durch die ein Bolzen (25) gesteckt ist, der andererseits am er sten Ende (3) des Schlepphebels (2) angeordnet ist.

8. Ventiltrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Ende (8) des Schlepphebels (2) eine sich in ventilferne Richtung erstreckende Ausstülpung (27) zur Aufnahme der ventilseitigen Bohrung (28) hat.