DE4411182A1

DE4411182A1 - Mitnehmereinrichtung für Übertragungshebel von schaltbaren Ventiltrieben für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4411182A1
Application number: DE19944411182
Authority: DE
Inventors: Leopold Dipl Ing Mueller; Frank Dr Ing Schwabe
Original assignee: IAV Motor GmbH
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-05
Anticipated expiration: 2014-04-01
Also published as: DE4411182B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Mitnehmereinrichtung für Übertragungshebel von schaltbaren Ventiltrieben gemäß der im Oberbegriff des Hauptanspruches beschriebenen Art.

Vorbekannt sind Ventiltriebe mit Mitnehmereinrichtung der eingangs bestimmten Gattung, insbesondere durch die in DE-PS 38 00 347 gezeigten Ausführungen. Ein erster auf einer Welle im Zylinderkopf gelagerter Übertragungshebel steht einerseits mit dem ersten Nocken für geringes Öffnen im Eingriff und ist über eine Spielausgleichsvorrichtung am Ventil abgestützt. Ein zweiter U-förmiger Übertragungshebel steht mit den Nockenhälften des 2. Nockens für größtes Öffnen im Eingriff und ist mittels einer Mitnehmereinrichtung an den ersten Übertragungshebel, somit wirksam für den Ventilhub, ankoppelbar. Die Mitnehmereinrichtung ist als schaltbare radiale Stiftkupplung zwischen angrenzenden radialen Konturen beider Übertragungshebel ausgestaltet. Mit ähnlichem Aufbau werden auch Ventilabschaltungen realisiert. Vorbekannt ist eine solche Mitnehmereinrichtung auch durch die US-PS 46 12 887. Ein erster im Zylinderkopf schwenkbarer Kipphebel, der das Ventil betätigt weist einen zweiten an ihm schwenkbar gelagerten Druckhebel auf, der ständig mittels Federkraft mit dem Nocken im Ein griff steht. Die Mittelachse des hydraulisch schiebbaren Mitnehmerbolzens und dessen Auf nahmebohrung schneidet die Schwenkachse des Druckhebels. Bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung, das Ventil ist abgeschaltet, bewegt sich der Druck hebel frei gegenüber dem Kipphebel. Bei wirksamer Mitnehmereinrichtung wird die Bewegung des Nockens über den Druckhebel auf den Kipphebel und das Ventil übertragen.

Nachteilig bei diesen Ausführungen ist einerseits, daß die Mitnehmer direkt vom Öldruck gegen Federkraft verlagert und im Eingriff gehalten werden und im Eingriffszustand eine nur vom übertragenen Moment abhängige, geringe Selbsthemmung besteht und andererseits, der Mitnehmerbolzen mit seiner gesamten Kreiskontur gleichzeitig durch eine reine axiale Ver lagerung in der Mitnehmerbohrung zum Eingriff gelangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Mitnehmereinrichtung der eingangs be schriebenen Gattung den Eingriffszustand mit einer stärkeren Selbsthemmung jeweils zu halten und den Eingriffsvorgang des Mitnehmerbolzens in die Mitnehmerbohrung durch eine über lagerte Bewegung vor Erreichen des Umlaufbereiches gleicher Grundkreise, also dem Schalt zustand, zu fördern.

Erfindungsgemäß wird dies durch das im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches be schriebene Merkmal erreicht. Der zwischen Öldruck und Mitnehmerbolzen eingeschaltete Sperrschieber zum Bewegen und im Eingriff halten des Mitnehmerbolzens erzeugt über seine Stützfläche eine erhebliche Selbsthemmung während des Eingriffs, was eine Unempfindlich keit gegenüber Druckschwankungen des den Eingriff haltenden Druckes nach sich zieht.

Erfindungsgemäß wird durch das im kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 beschriebene Merkmal erreicht, daß die obere Kante des Mitnehmerbolzens bei Annäherung an den Umlauf bereich gleicher Grundkreise in den oberen Bereich der Mitnehmerbohrung einschwenkt und auf diese Weise vorzentriert wird. Nach dem Erreichen des Bereiches gleicher Grundkreise kann er besser axial in die Mitnehmerbohrung eingeschoben werden.

Die Merkmale der weiteren Unteransprüche sind mit ihren Vorteilen in der Beschreibung erläutert.

Anhand von Zeichnungen werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ventiltriebes mit einer erfindungsgemäßen Mitnehmer einrichtung im Teilschnitt mit Blickrichtung senkrecht auf die Übertragungshebel und die Nockenwelle;

Fig. 2 u. 3 einen Teilschnitt der Übertragungshebel mit unwirksamer und wirksamer Mit nehmereinrichtung, angeordnet am oberen Bereich oder neben dem Versorgungs raum des hydraulischen Spielausgleichselementes;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Ventiltriebes mit einer erfindungsgemäßen Mitnehmer einrichtung im Teilschnitt mit Blickrichtung senkrecht auf die Übertragungshebel und die Nockenwelle, jedoch mit einem anderen Verlauf der Schubachse der Mitnehmer;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Ventiltriebes mit einer erfindungsgemäßen Mitnehmer einrichtung im Teilschnitt mit Blickrichtung senkrecht auf die Übertragungshebel und die Nockenwelle, jedoch ist die Mitnehmereinrichtung über der Nocken welle angeordnet.

In Fig. 1 ist schematisiert die im Zylinderkopf gelagerte Nockenwelle 1 mit einem Nocken 2 und einer unterschiedlichen Stützkontur 3 - dem Grundkreis entsprechend - dargestellt, die einem Ventil bzw. Ventilpaar zugeordnet sind. Der Nocken 2 ist mittig und ein- oder beidseitig von diesem eine Stützkontur 3 angeordnet, die das Ventil im Prinzip geschlossen läßt oder aber zur Selbstreinigung nur zur Freigabe eines ganz geringen Luftspaltes öffnet.

Mit dem Nocken 2 steht ein Übertragungshebel 5 durch die Kraft eine am Zylinderkopf gegen gelagerte Zugfeder 8 ständig im Eingriff, während der Stützkontur 3 ein U-förmiger Übertra gungshebel 6 für den Eingriff zugeordnet ist. Die Übertragungshebel 5; 6 sind unabhängig von einander schwenkbar auf einer Achse KA im Zylinderkopf gemeinsam gelagert oder ggf. gleichachsig auf einer Lagerbüchse 7 gelagert, mittels der sie auf der Achse KA schwenken.

Der Übertragungshebel 6 stützt sich über eine in ihm gelagerte Spielausgleichseinrichtung 10 auf dem Schaft eines Ventils 9 ab und stellt den Eingriff zu der Stützkontur 3 her.

Die Übertragungshebel 5; 6 sind mittels einer Mitnehmereinrichtung 12 formschlüssig koppel bar, dargestellt in Fig. 3.

In Fig. 2 und 3 ist der Aufbau der Mitnehmereinrichtung 12 erkennbar. Ein Bolzen 13 bildet den Mitnehmer, den ein parallel zur Nockenwelle schiebbares Sperrelement 14 im Übertra gungshebel 6 in eine Bohrung 51 des Übertragungshebels 5 in Eingriff bringen kann. Dies je doch ausschließlich beim Durchlaufen des Bereiches paralleler Grundkreissektoren des Nockens 2 und der Stützkontur 3 bzw. von den Nockenhälften. Das Sperrelement 14 weist hierzu jeweils eine Kontur 15 auf, die den Bolzen 13 beim Hub des Sperrelementes 14 unter Wirkung von Öldruck in Sperrstellung, bei Eingriff in die Bohrung 51 im Übertragungshebel 5, verlagert und in dieser hält. In der gezeigten Ausführung weist sowohl der Bolzen 13 als auch die Kontur 15 komplementäre sphärische Formen auf. Dem Eingriff des Bolzens 13 entgegenwirkend, steht der Ausweiserbolzen 121 unter der Wirkung der Kraft der Feder 52, die am Grund Bohrung 51 abgestützt ist.

Das in der Führungsbohrung 16 im Übertragungshebel 6 dichtend geführte Sperrelement 14 ist über Kanäle 17; 18 alternativ mit Druck beaufschlagbar und damit verlagerbar. Wechsel weise speist die Überstrombohrung 21 oder 22 den Versorgungsraum 20 des Spielausgleichs elementes 10. Über den Kurzschlußquerschnitt 19 wird eine ständig geringe Durchströmung des beaufschlagten und unbeaufschlagten Schaltkanals 17; 18 erreicht.

Mit einer solchen Mitnehmereinrichtung kann sowohl eine Ventilabschaltung als auch eine alternative Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen Nocken bewirkt werden. Bei einer Ventilumschaltung sind die in Fig. 1 dargestellten Stützkonturen 3 jeweils durch Hälften eines Nockens ersetzt. Denkbar wäre es auch, zur Steuerung eines Auslaßventils die Hälften des Nockens für dessen normale Auslaßfunktion zu bemessen, jedoch den Nocken 2 zur Steuerung dieses Auslaßven tils für einen Motorbremsbetrieb, durch Entlastung des Verdichtungsdruckes, vorzusehen.

In Fig. 4 ist eine Mitnehmereinrichtung 12 ähnlich in Fig. 1 gezeigt, jedoch verläuft die Schub achse S für den Mitnehmer 13 und den Ausweiserbolzen 121 anders. Dadurch, daß die Schub achse S in Hubrichtung unterhalb Schwenkachse der Übertragungshebel 5; 6 als Kreissehne verläuft, schwenkt die obere Kante des Mitnehmerbolzens 13 bei Annäherung an den Umlauf bereich gleicher Grundkreise in den oberen Bereich der Mitnehmerbohrung 51 ein und wird auf diese Weise vorzentriert und kann nach dem Erreichen des Bereiches gleicher Grundkreise besser axial in die Mitnehmerbohrung 51 eingeschoben werden.

Die erfindungsgemäße Mitnehmereinrichtung 12 kann konstruktiv vorteilhaft auch über der Nockenwelle 1 angeordnet sein, wie in Fig. 5 für eine Ventilabschaltung dargestellt. Dabei ist an der Nockenwelle 1 eine Stützkontur 3 entfallen. Der Übertragungshebel 6 wird bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung 12 vom Spielausgleichselement 10 gegen einen zum Zylinderkopf festen Anschlag 30 angelegt und in einer dem Grundkreis des Nockens 2 entsprechenden Lage, Hub = Null, gehalten. Die Andrückkraft des Spielausgleichselementes 10 wirkt damit nicht gegen den Nocken 2.

Die Funktion der Feder 8 - Fig. 1 - ist auch durch eine gewundene oder gerade Biegefeder - Haarnadelfeder in entsprechender Weise lösbar.

Bei konstruktiver Notwendigkeit kann die Schubachse des Sperrschiebers 14 und damit dessen Führungsbohrung 16 auch geneigt verlaufend zur Achse der Nockenwelle 1 angeordnet sein.

Claims

1. Mitnehmereinrichtung für Übertragungshebel von schaltbaren Ventiltrieben für Brennkraftmaschinen mit folgendem Aufbau:

- ein Mitnehmerbolzen (13) ist zwischen zueinander schwenkenden radialen Innen- und Außenkonturen von Übertragungshebeln (5; 6) in einem dieser Übertragungshebel (5 oder 6) angeordnet, von denen jedoch mindestens einer von einem Nocken (2) ange trieben ist und der weitere Übertragungshebel (5 oder 6) mit einem Ventil im Eingriff steht;
- der Mitnehmerbolzen (13) ist zwischen den zueinander schwenkenden radialen Konturen der Übertragungshebel (5; 6) beim Durchlaufen des Grundkreises hydrau lisch in den zu koppelnden Übertragungshebel in Eingriff schiebbar;
- dem Mitnehmerbolzen (13) ist im zu koppelnden Übertragungshebel (5 oder 6) ein gleichachsig angeordneter, unter Federvorspannung entgegenwirkender Ausweiser bolzen (121) zugeordnet,

dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmerbolzen (13) mittels eines vorzugsweise parallel zur Kipphebelachse (KA) der Übertragungshebel (5; 6) hydraulisch verlagerbaren Sperrschiebers (14) über dessen ansteigende Stützflächen (15) in den Eingriff bringbar ist.

2. Mitnehmereinrichtung für Übertragungshebel von schaltbaren Ventiltrieben für Brennkraftmaschinen mit folgendem Aufbau:

- ein Mitnehmerbolzen (13) ist zwischen zueinander schwenkenden radialen Innen- und Außenkonturen von Übertragungshebeln (5; 6) in einem dieser Übertragungshebel (5 oder 6) angeordnet, von denen jedoch mindestens einer von einem Nocken angetrieben ist und der weitere Übertragungshebel (5 oder 6) mit einem Ventil (9) im Eingriff steht;
- der Mitnehmerbolzen (13) ist zwischen den zueinander schwenkenden radialen Konturen der Übertragungshebel (5; 6) beim Durchlaufen des Grundkreises hydrau lisch in den zu koppelnden Übertragungshebel in Eingriff schiebbar;
- dem Mitnehmerbolzen (13) ist im zu koppelnden Übertragungshebel ein gleichachsig angeordneter, unter Federvorspannung entgegenwirkender Ausweiserbolzen (121) zu geordnet,
- vorzugsweise mit einem indirekt hydraulisch in den Eingriff bringbaren Mitnehmer bolzen (13) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerte Schubachse (S) von dem Mitnehmerbolzen (13) und dem Aus weiserbolzen (121) eine in Hubrichtung (H) unter der Kipphebelachse (KA) verlau fende Kreissehne bildet.

3. Mitnehmereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbohrung (16) des Sperrschiebers (14) am oberen Bereich oder neben der Aufnahmebohrung, dem Versorgungsraum (20) des hydraulischen Spielausgleichselementes (10) angrenzend angeordnet ist.

4. Mitnehmereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem zweiarmigen ersten Übertra gungshebel (6), der über eine Spielausgleichseinrichtung (10) am Ventil (9) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbohrung (51) des Sperrschiebers (14) überhalb der Nockenwelle (1) verlaufend angeordnet ist.

5. Mitnehmereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltölkanäle (17; 18) für den Sperrschieber (14) in dessen Endlagen alternativ mit dem Versorgungsraum (20) des hydraulischen Spielausgleichselementes (10) verbunden sind.

6. Mitnehmereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der beaufschlagte Schaltölkanal (17 oder 18) mittels des Sperrschiebers (14) an dessen beaufschlagter Seite mit vom Sperrschieber (14) in dessen Führungsbohrung (16) freigegebenen Überstrombohrungen (21 oder 22) mit dem Versorgungsraum (20) des hydraulischen Spielausgleichselementes (10) verbunden ist.

7. Mitnehmereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschieber (14) oder der erste Übertragungshebel (6) einen Kurzschlußquer schnitt (19) zwischen den beidseitigen Schaltölkanälen (17; 18) aufweist.

8. Mitnehmereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für Ventiltriebe zur Ventilabschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der, über eine Spielausgleichseinrichtung (10) auf das Ventil (9) wirkende Über tragungshebel (5 oder 6) bei unwirksamer Mitnehmereinrichtung (12) an einem zum Zylinderkopf festen Anschlag (30) anliegt und in einer dem Grundkreis des Nockens (2) entsprechenden Lage (Hub = Null) gehalten ist.