DE4309609A1 - Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Ventilbetätigungsmechanismus dieser Art (DE 38 00 347 C, Fig. 15) haben die beiden ersten Schlepphebel aufeinander zugerichtete Fortsätze, die das freie Ende des zweiten Schlepphebels umgreifen. In den Fortsätzen und in dem zweiten Schlepphebel sind in Bezug auf die Schwenkachse radiale Bohrungen vorgesehen, die bei geschlossenen Ventilen miteinander fluchten. In den Bohrungen im zweiten Schlepphebel sind Kolben angeordnet, die durch Öldruck nach außen in die Bohrungen in den ersten Schlepphebeln verschoben werden können, um die ersten Schlepphebel mit dem zweiten Schlepphebel zu koppeln und dadurch eine Betätigung der Ventile ent­ sprechend der Kontur des mit dem zweiten Schlepphebel zusammenwirkenden Nockens zu erreichen. In der Bohrung in jedem ersten Schlepphebel ist ein Anschlag angeordnet, der durch eine Feder an die Stirnfläche des Kolbens in der Bohrung im zweiten Schlepphebel angedrückt wird. Sind die Kolben in dem zweiten Schlepphebel nicht druckbeauf­ schlagt, so liegen die Stirnflächen der Kolben in der Ebene der Stirnfläche des zweiten Schlepphebel, so daß sich die ersten Schlepphebel unabhängig von dem zweiten Schlepphebel entsprechend der Kontur der mit den ersten Schlepphebeln zusammenwirkenden Nocken bewegen. Dabei findet eine ständige Reibung zwischen den Stirnflächen der Kolben im zweiten Schlepphebel und den Anschlägen in den ersten Schlepphebeln statt. Außerdem ist eine äußerst präzise Fertigung erforderlich, da die Kolben im nicht druckbeaufschlagten Zustand mit ihren Stirnflächen genau mit der Stirnfläche des zweiten Schlepphebels fluchten müssen. Dadurch, daß die beiden ersten Schlepphebel nicht gleich, sondern spiegelbildlich sind, ist die Fertigung aufwendig. Darüber hinaus sind die bewegten Massen der Schlepphebelgruppe verhältnismäßig groß, da die Fortsätze der ersten Schlepphebel breit ausgeführt werden müssen, um die als Kolben ausgebildeten Anschlägen und die auf diese wirkenden Federn unterbringen zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventilbetätigungs­ mechanismus der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der sich durch einen einfacheren Aufbau und ein geringeres Gewicht der bewegten Massen auszeichnet und bei dem größere Toleranzen bei der Fertigung zugelassen werden können.

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

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag können die ersten Schlepphebel identisch ausgebildet werden. Da sie keine den zweiten Schlepphebel umgreifenden Fortsätze mit Anschlägen für die Kolben haben, ist ihr Gewicht er­ heblich geringer als bei der bekannten Ausführung. Die Stirnflächen der Kolben brauchen im nicht druckbeauf­ schlagten Zustand nicht mit den Stirnflächen der ersten Schlepphebel fluchten, sie dürfen bloß nicht vorstehen. Damit wird die Fertigung erheblich vereinfacht. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Konstruktion besteht darin, daß die auf die Kolben wirkenden Federn und ihre Abstützungen in den ersten Schlepphebeln angeordnet sind, und zwar in einem wesentlich geringeren Abstand von der Schwenkachse als bei der bekannten Ausführung.

Vorzugsweise erstrecken sich die Bohrungen in den ersten Schlepphebeln durch die Naben dieser Schlepphebel hin­ durch. Damit ist es möglich, die Bohrungen in den ersten Schlepphebeln und in der Traverse des zweiten Schlepp­ hebels gemeinsam zu bearbeiten.

An die Bohrungen in der Traverse schließen sich Ent­ lüftungsbohrungen kleineren Durchmessers an, um einer­ seits den Aufbau eines Druckpolsters zu vermeiden, der ein Eindringen der Kolben in diese Bohrungen verhindern könnte, und um andererseits in den Bohrungen eine Schulter zu bilden, an denen der Kolben im druckbeauf­ schlagten Zustand anliegt.

Während die ersten Schlepphebel durch die Ventilfedern der zugehörigen Ventile an ihre Nocken angedrückt werden, ist für den zweiten Schlepphebel eine eigene Feder vorgesehen, die diesen in Anlage an seinen Nocken hält. Diese Feder kann bei einer Brennkraftmaschine, die pro Zylinder ein eine Zündkerze oder ein Einspritzventil aufnehmendes Rohr aufweist, von einer Schraubenfeder gebildet sein, die auf dieses Rohr aufgesteckt ist und sich einerseits an einem an dem Rohr befestigten Wider­ lager und andererseits an einem Federteller abstützt, der verschiebbar auf dem Rohr angeordnet ist, wobei der zweite Schlepphebel einen gabelförmigen Fortsatz auf­ weist, der das Rohr umgibt und an dem Federteller an­ liegt. Dadurch wird eine äußerst raumsparende Unter­ bringung der Feder ermöglicht.

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

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

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 2 in Fig. 1, und

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

In den Zeichnung ist ein Ventiltrieb für zwei Einlaß­ ventile 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 orts­ festen 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 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 Ver­ hältnisse im oberen Drehzahlbereich der Brennkraft­ maschine ausgelegt ist, also beispielsweise einen größeren Ventilhub und eine längere Öffnungsdauer be­ wirkt. 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 Schlepp­ hebeln 5 sind zur Schwenkachse 6 radiale Bohrungen 10 vorgesehen, die mit Bohrungen 11 in der Traverse fluchten, wenn sich die Ventile E in ihrer Schließ­ stellung befinden, also die Schlepphebel 5 und 8 auf den identischen Grundkreisen ihrer Nocken 2, 3 und 7 laufen. In jeder Bohrung 10 ist ein Kolben 12 angeordnet, der zwischen einer ersten, inneren Stellung (Fig. 3) und einer zweiten äußeren Stellung (Fig. 1) verschiebbar ist, in welcher er in die entsprechende 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 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 einer­ seits 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 6 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 Schlepp­ hebel 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 Federteller 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 Schlepp­ hebeln 5 durch die Naben 25 dieser Schlepphebel hindurch, so daß die Bohrungen 10 in den ersten Schlepphebeln 5 und die Bohrungen 12 in der Traverse 9 des zweiten Schlepp­ hebels 8 gemeinsam bearbeitet werden können. An die Bohrungen 12 in der Traverse 9 schließt sich jeweils eine Entlüftungsbohrung 26 kleineren Durchmessers an, die einerseits verhindert, daß sich in der Bohrung 12 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 Betätigungsmechanismus für zwei Auslaßventile anwendbar.

Claims (6)

1. Ventilbetätigungsmechanismus für eine Brennkraftmaschine mit

• - zwei Einlaß- oder Auslaßventilen (E) pro Zylinder,
• - ersten Schlepphebeln (5), die um eine gemeinsame Achse (6) schwenkbar sind und jeweils mit einem Ventil (E) und einem eigenen Nocken (2 bzw. 3) einer Nockenwelle (4) für einen ersten Drehzahlbereich zusammenwirken,
• - einem zweiten Schlepphebel (8), der zwischen den beiden ersten Schlepphebeln (5) angeordnet und um die gemeinsame Achse (6) schwenkbar ist und mit einem eigenen Nocken (7) für einen zweiten Drehzahlbereich zusammenwirkt, und
• - Kupplungsmitteln (12) zwischen den ersten und zweiten Schlepphebeln, um diese im zweiten Drehzahlbereich miteinander zu koppeln und im ersten Drehzahlbereich voneinander zu entkoppeln,

dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des zweiten Schlepphebels (8) eine Traverse (9) vorgesehen ist, die vor und in geringem Abstand von den freien Enden der ersten Schlepphebel (5) liegt, daß in den ersten Schlepphebeln (5) und in der Traverse (9) Bohrungen (10 bzw. 11) vorgesehen sind, die bei geschlossenen Ventilen miteinander fluchten, daß die Bohrungen (10) in den ersten Schlepphebeln (5) die Kupplungsmittel bildende Kolben (12) aufnehmen, die durch Öldruck entgegen der Kraft einer Feder (13) in die Bohrungen (11) in der Traverse (9) verschiebbar sind, daß die Federn (13) in den Bohrungen (10) in den ersten Schlepphebeln (5) angeordnet sind und sich einerseits an einem mit dem Kolben (12) verbundenen Rohr (18) und andererseits an einem in der Bohrung fixierten, von dem Rohr (18) durchdrungenen Einsatz (16) abstützen, und daß in der gemeinsamen Achse (6) ein mit den Bohrungen (10) in den ersten Schlepphebeln (5) in Verbindung stehender Ölzuflußkanal (14) vorgesehen ist.

2. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrungen (10) in den ersten Schlepphebeln (5) durch die Naben (25) dieser Schlepphebel hindurcherstrecken.

3. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Bohrungen (12) in der Traverse (9) Entlüftungsbohrungen (26) kleineren Durchmessers anschließen.

4. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Feder (20), die den zweiten Schlepphebel (8) in Anlage an seinem Nocken (7) hält.

5. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 4, für eine Brennkraftmaschine mit einem eine Zündkerze oder ein Einspritzventil aufnehmenden Rohr pro Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (20) eine Schraubenfeder ist, die auf das Rohr (21) aufgesteckt ist und sich einerseits an einem am Rohr befestigten Widerlage (22) und andererseits an einem Federteller (23) abstützt, der verschiebbar auf dem Rohr angeordnet ist, und daß der zweite Schlepphebel (8) einen gabelförmigen Fortsatz (24) aufweist, der das Rohr (21) teilweise umgreift und an dem Federteller (23) anliegt.