DE4033436A1 - Desmodromische ventilsteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine desmodromische Ventilsteuerung, insbeson­ dere für Brennkraftmaschinen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1.

In der Patentanmeldung P 39 13 285.4 ist ein Tassenstößel für eine des­ modromische Ventilsteuerung beschrieben, innerhalb dem zwei Ventil­ spiel-Ausgleichselemente angeordnet sind. Diese Ausgleichselemente sollen sowohl das Spiel zwischen Tassenstößel und Öffnernocken als auch zwischen Tassenstößel und Schließernocken der desmodromischen Ventil­ steuerung eliminieren. Die Konstruktion des Tassenstößels besteht im wesentlichen aus fünf Elementen, nämlich dem eigentlichen Tassenstößel mit Stößelboden und Stößelmantel, einem ersten Ventilspiel-Ausgleichs­ element zwischen dem Schaftende des Hubventiles und dem Stößelboden, sowie einem Basisring und einem Hubring, zwischen denen das zweite Ventilspiel-Ausgleichselement gebildet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Konstruktion dieses Tassenstößels baulich und fertigungstechnisch weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den weiteren Patentansprüchen angeführt.

Als wesentlichste Änderung wird vorgeschlagen, bei dem erfindungsge­ mäßen Tassenstößel den Stößelboden und den Stößelmantel baulich zu trennen. Der Stößelmantel wird nunmehr durch den Hubring gebildet, an dem der mit dem Schließernocken zusammenwirkende Schließhebel angreift. Der Stößelboden ist an einer Kappe ausgebildet, die an einer Innenum­ fangsfläche des Hubringes verschiebbar geführt ist. Durch diese Anord­ nung kann der Tassenstößel insgesamt im Durchmesser verringert werden und es kann die im Hauptpatent vorgesehene Abdichtung zwischen Hubring und Stößelmantel entfallen.

In weiterer konstruktiver Vereinfachung kann die Kolben-Zylinder-Ein­ heit des ersten Ausgleichselementes unmittelbar im Basisring ver­ schiebbar geführt sein. Dadurch kann der in Tassenstößeln dieser Kon­ struktion sonst übliche Führungsring entfallen.

Ferner kann das bewegliche Ventilelement des zweiten Ventilspiel-Aus­ gleichselementes durch eine am Basisring festgelegte, federnde Ring­ scheibe gebildet sein, die die Überströmkanäle zwischen Druckraum und Vorratsraum steuert. Eine derartige Ringscheibe erfordert nur gering­ sten Einbauraum, was günstig zur Kompaktheit der Stößelkonstruktion beiträgt. Gleiches gilt für die Anordnung der Schraubendruckfeder gemäß Anspruch 4, mit der der sonst ungenutzte Bauraum im Kontaktbereich zwi­ schen Schließhebel und Hubring genutzt wird.

Schließlich kann durch die Merkmale des Anspruches 5 eine Verringerung der Bauhöhe des Tassenstößels erzielt werden, in dem die Führungsbe­ reiche zwischen Stößelmantel und Kappe sowie zwischen Kolben-Zylinder- Einheit des ersten Ausgleichselementes und des Basisringes im wesent­ lichen in einer einheitlichen Querebene liegen; d. h. ineinander ver­ schachtelt angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Zylinderkopf einer Brennkraft­ maschine mit einer desmodromischen Ventilsteuerung und

Fig. 2 einen Schnitt entläng der Linie II-II der Fig. 1 durch den Tassenstößel dieser Ventilsteuerung.

In der Fig. 1 ist mit 10 ein Zylinderkopf einer Hubkolben-Brennkraft­ maschine bezeichnet, in dem über eine Ventilführung 12 der Schaft 16 eines Hubventiles 14 verschiebbar geführt ist. Das Hubventil 14 steuert im Ausführungsbeispiel einen Einlaßkanal 18 innerhalb des Zylinder­ kopfes 10 auf oder zu.

Das Hubventil 14 wird über eine desmodromische Ventilsteuerung be­ tätigt, die sich im wesentlichen aus einer Nockenwelle 20 mit einem Öffnernocken 22 und einem Schließnocken 24, einem Schließhebel 26 und einem Tassenstößel 28 zusammensetzt. Der Tassenstößel 28 ist in einer konzentrisch zur Mittelachse der Ventilführung 12 angeordneten Bohrung 30 des Zylinderkopfes 10 geführt. Die Schmierung des Tassenstößels 28 und die Schmierölversorgung der in dem Tassenstößel angeordneten, nach­ folgend beschriebenen Ventilspiel-Ausgleichselemente erfolgt über einen Schmierölkanal 32 mit je Tassenstößel einem Steigkanal 34, die an das nicht dargestellte Druckumlauf-Schmierölsystem der Brennkraftmaschine angeschlossen sind.

Während der das Hubventil 16 öffnende Öffnernocken 22 unmittelbar an dem Boden des Tassenstößels 28 anläuft, wird das Schließen des Hubven­ tiles 16 über den Schließhebel 26 bewirkt. Dabei ist der Schließhebel 26 auf einer zylinderkopffesten Achse 36 schwenkbar gelagert, wobei der eine Arm 38 an dem Schließnocken 24 der Nockenwelle anläuft, während der entgegengesetzt liegende, gabelförmige Arm 40 den Tassenstößel 28 untergreift. Es versteht sich, daß der Zylinderkopf 10 hinsichtlich seiner Konstruktion derart gestaltet ist, daß ein entsprechender Frei­ raum für die Schwenkbewegung des Schließhebels 26 auch unterhalb des Tassenstößels 28 gegeben ist.

Die Konstruktion des Tassenstößels 28 ist der vergrößerten Schnittdar­ stellung in Fig. 2 entnehmbar. Dabei ist benachbart dem an einer ro­ tationssymmetrischen Kappe 42 ausgebildeten Boden 43 des Tassenstößels 28 ein erstes Ventilspiel-Ausgleichselement 44 vorgesehen, welches sich im wesentlichen aus einem einerseits geschlossenen Zylinderteil 46, einem Kolben 48 und einem Kugel-Rückschlagventil 50 zusammensetzt. Zwi­ schen dem Zylinderteil 46 und dem Kolben 48 ist ein volumenveränderli­ cher Druckraum 54 gebildet, der über eine Bohrung 56 mit dem darüber­ liegendem Vorratsraum 58 kommuniziert und in dem eine dem Kolben 48 und das Zylinderteil 46 auseinanderspannende Schraubendruckfeder 51 ange­ ordnet ist. Das erste Ventilspiel-Ausgleichselement 44 stützt sich einerseits an dem Boden 42 des Tassenstößels 28 und andererseits an dem stirnseitigen Ende des Schaftes 16 des Hubventiles 14 ab.

Ferner ist in dem Tassenstößel 28 ein zweites Ventilspiel-Ausgleichs­ element 60 vorgesehen, welches im wesentlichen aus einem Basisring 62, einem Hubring 64 und einem Rückschlagventil 66 mit einer federnden Ringscheibe 67 gebildet ist. Der Basisring 62 ist über einen in eine Nut 68 des Ventilschaftes 16 eingesprengten Sicherungsring 70 an den Ventilschaft 16 festgelegt, während an dem Hubring 64 an dessen Ring­ schulter 72 der gabelförmige Arm 40 des Schließhebels 26 angreift.

Der Basisring 62 und der Hubring 64 sind an im Durchmesser zueinander versetzten Innen- bzw. Außenumfangsflächen 74, 76 passungsgenau und axial verschiebbar ineinander geführt, wodurch ein volumenveränderli­ cher, um den Ventilschaft 16 umlaufender Druckraum 78 gebildet ist. Der Druckraum 78 ist über Verbindungskanäle 80 mit einem ringförmigen Vor­ ratsraum 86 des zweiten Ventilspiel-Ausgleichselementes 60 verbunden. Die Verbindungskanäle 80 werden von der federnden Ringscheibe 67 ge­ steuert, welche mittels eines ungebördelten Randabschnittes 84 an dem Basisring 62 festgelegt ist.

Zur Erzielung einer ausreichenden Länge der Führungsflächen 74, 76 des zweiten Ventilspiel-Ausgleichselementes unter Beibehaltung einer ge­ ringen Baulänge des Tassenstößels 28 taucht das Zylinderteil 46 des Ausgleichselementes 44 in den Vorratsraum 86 des zweiten Ausgleichselementes 60 ein.

Der Hubring 64 bildet unmittelbar den Stößelmantel des Tassenstößels 28, der unmittelbar in der Bohrung 30 im Zylinderkopf 10 verschiebbar geführt ist. Die rotationssymmetrische Kappe 42 ist paßgenau in der Innenumfangsfläche des Stößelmantels verschiebbar geführt. Der Mantel­ abschnitt der Kappe 42 überlappt sich dabei mit den Basisring 62, in dessen oberen Abschnitt 63 unmittelbar das Zylinderteil 46 des ersten Ventilspiel-Ausgleichselementes 44 geführt ist. Dabei liegen die Füh­ rungsbereiche zwischen Stößelmantel und Kappe bzw. zwischen Basisring­ abschnitt 63 und Zylinderteil 46 im wesentlichen in einer einheitlichen Querebene.

Im Kontaktbereich zwischen dem Hubring 64 und den Gabelarmen 40 des Schließhebels 26 ist um den Ventilschaft 16 herum eine Schraubendruck­ feder 88 angeordnet, die einerseits am Basisring 62 und andererseits an einem verlängerten Abschnitt 90 des Hubringes 64 abgestützt ist. Die Schraubendruckfeder 88 übt eine Vorspannung im Sinne einer Volumenver­ größerung des Druckraumes 78 bzw. eines Spielausgleiches zwischen Schließernocken, Schließhebel und Hubring 64 aus.

Die Ölversorgung der Vorratsräume 58, 86 der beiden Ausgleichselemente 44, 60 erfolgt über den Steigkanal 34, eine Bohrung 92 im Stößelmantel, über Längsnuten 94 im Basisring 62 bzw. dessen Führungsabschnitt 63 in den Ringraum 96 und von diesem über eine Nut 98 im Kolben 48 in den Vorratsraum 58. Der Vorratsraum 86 wird aus dem Ringraum 96 über weite­ re Längsnuten 100 an der Innenumfangsfläche des Führungsabschnittes 63 des Basisringes 62 mit Schmieröl versorgt. Durch diese labyrinthartige Schmierölversorgung wird vermieden, daß Schmieröl bei stillgesetzter Brennkraftmaschine aus den Vorratsräumen 58 und insbesondere 86 aus­ läuft und dadurch gegebenenfalls ein Ventilklappern auftritt.

Durch den Systemdruck des Druckumlauf-Schmiersystems der Brennkraftma­ schine werden die Druckräume 54 bzw. 78 der beiden Ventilspiel-Aus­ gleichselemente über deren vorgelagerte Vorratsräume 58, 86 mit Schmier­ öl beaufschlagt, wobei durch das Auseinanderfahren von Kolben 48 und Zylinderteil 46 des ersten Ausgleichselementes 44 und von Basisring 62 und Hubring 64 des zweiten Ausgleichselementes 60 ein gegebenenfalls vorhandendes Spiel in der gesamten desmodromischen Ventilbetätigung ausgeschaltet ist. Während der Ventilbetätigung werden durch die beweg­ lichen Ventilelemente (Kugel 50 bzw. federnde Ringscheibe 67) die Druckräume 54, 78 abgeschlossen, so daß eine wegverlustfreie Ventilbe­ tätigung gewährleistet ist.

Claims (5)

1. Desmodromische Ventilsteuerung, insbesondere für Brennkraftmaschi­ nen, mit einer Nockenwelle mit zumindest einem Öffner- und einem Schließnocken, die über Übertragungsmittel mit einem Tassenstößel ein Hubventil betätigen und zwischen jedem Nocken und dem Hubventil je ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement eingeschaltet ist, die innerhalb des Tassenstößels angeordnet sind, nach Patent­ anmeldung F 39 13 285.4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ven­ tilspiel-Ausgleichselement (44) zwischen dem Boden (43) des Tassen­ stößels (28) und dem Schaftende (16) des Hubventiles (14) und das zweite Ventilspiel-Ausgleichselement (60) zwischen einem am Ventil­ schaft (16) festgelegten Basisring (62) und einem relativ zum Basisring (62) verschiebbar geführten Hubring (64) angeordnet ist und daß der Hubring (64) den Mantel des Tassenstößels (28) bildet, innerhalb dem eine den Boden (43) des Tassenstößels (28) aufweisen­ de Kappe (42) verschiebbar geführt ist.

2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einheit (46, 48) des ersten Ausgleichselementes (44) im Basisring (62) verschiebbar geführt ist.

3. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventilelement des zweiten Ausgleichselementes (60) durch eine federnde Ringscheibe (67) gebildet ist, die am Basisring (62) festgelegt ist.

4. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um den Ventilschaft (16) des Hubventiles (14) eine Schraubendruckfeder (88) angeordnet ist, die am Basisring (62) und am Hubring (64) ab­ gestützt ist und diese im Sinne einer Volumenvergrößerung des Druckraumes (78) des zweiten Ausgleichselementes (60) vorspannt.

5. Ventilsteuerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbereiche zwischen Mantel und Kappe (42) des Tassenstößels (28) und zwischen Zylinderteil (46) des ersten Ausgleichselementes (44) und dem Basisring (62) im wesentlichen in einer einheitlichen Querebene liegen.