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Gebiet der
Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine,
deren Ventiltrieb schaltbare Nockenfolger enthält, wobei ein Nockenfolger
jeweils eine im Wesentlichen kreiszylindrische Form aufweist und
in einem Aufnahmeraum der Maschine längsverschieblich geführt sowie
an einem axialen Ende von einem Nocken einer Nockenwelle und an
dem anderen axialen Ende mittelbar oder unmittelbar von einem Gaswechselventil
des Ventiltriebes beaufschlagt ist, mit einer in der Brennkraftmaschine
angeordneten Hauptölgalerie
zur Einleitung von Hydraulikmittel in ein in dem Nockenfolger angeordnetes
Ventilspielausgleichselement und mit einem in der Brennkraftmaschine
angeordneten Schaltölkanal
zur Einleitung von Hydraulikmittel in den Bereich eines in dem Nockenfolger angeordneten
Schaltelements.
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Bei einer aus der Druckschrift
DE 198 44 202 A1 bekannten
Brennkraftmaschine ist die Veniltriebskomponente als schaltbarer
kreiszylindrischer Nockenfol ger ausgebildet, der in einem als Bohrung ausgeführten Aufnahmeraum
der Brennkraftmaschine längsverschieblich
angeordnet und an einem Längsende
von dem Nocken einer Nockenwelle gegen die Wirkung der Ventilfeder
eines Gaswechselventils verschiebbar ist.
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In dem Nockenfolger ist ein hydraulisches Ventilspielausgleichselement
angeordnet, welches Öl
als Hydraulikmittel benötigt,
um seine Funktion des Spielausgleichs erfüllen zu können. Dementsprechend ist in
der Brennkraftmaschine eine Hauptgalerie als Ölzuleitung zu dem Ventilspielausgleichselement
angeordnet.
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Der schaltbare Nockenfolger ist mit
einem Schaltelement versehen. Dieses ermöglicht es bei Drehung der Nockenwelle
und Einwirkung des Nockens, entweder in der einen Schaltstellung
das Gaswechselventil periodisch zu öffnen oder in der anderen Schaltstellung
den Kraftfluß von
dem Nocken auf das Gaswechselventil auszuschalten, so daß dieses beständig in
der Schließstellung
bleibt. Für
die Betätigung
des Schaltelementes benötigt
der Nockenfolger zusätzlich Öl als Hydraulikmittel,
welches dem Nockenfolger über
eine Schaltölbohrung
der Brennkraftmaschine zugeführt
wird.
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Bei zweiflutigen Ölversorgungen zu schaltbaren
Ventiltriebskomponenten nach dem bekannten Stand der Technik versorgt
also eine erste Ölzuführung den
hydraulischen Ventilspielausgleich. Dieses Öl hat zusätzlich eine Schmierfunktion.
Eine zweite Ölversorgung übernimmt
die Regelfunktion eines als Koppelmechanismus ausgebildeten Schaltelementes.
In den meisten Fällen
erfolgt diese zweiflutige Versorgung über den Zylindermantel des
Nockenfolgers, der z.B. ein Tassenstößel, ein Rollenstößel oder ein
Abstützelement
sein kann.
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Nachteile dieser bekannten Ventiltriebskomponenten
bestehen darin, daß durch
geänderte
Motorenkonstruktionen und damit verbundene aufwendige Komponentenkonstruktionen
zusätzliche
Kosten entstehen. Aufwendige Komponentenkonstruktionen können zudem
mit funktionellen Nachteilen infolge von vergrößerter Masse und Drosselungsproblemen
behaftet sein.
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Die Erfindung soll es ermöglichen,
einen schaltbaren Rollenstößel zu entwerfen,
der sich für bestimmte
Motorenkonstruktionen eignet, bei welchen jeweils die Lage der Hauptölgalerie
und der Schaltölbohrung
fest vorgegeben ist. Von einer völligen
Neukonstruktion des Rollenstößels zur
Anpassung an diese Motorbedingungen soll jedoch abgesehen werden,
da diese zum einen die Gleichteilestrategie verlassen würde und
außerdem
wesentlich komplexer und damit teuerer, schwerer und risikoreicher
ausfallen würde.
Ein Verzicht auf die zweiflutige Ölführung kommt nicht in Betracht.
Da eine gemeinsame Ölversorgung
für die
Hauptölgalerie
und die Schaltölbohrung
bei niedrigen Öldrücken eine
Einschränkung
der Funktionsfähigkeit
und eine geringere Funktionssicherheit bedeutet.
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Erfindungsgemäß ist an der äußeren Oberfläche des
Nockenfolgers eine wendelförmige
Nut angeordnet, durch welche an einer Umfangsstelle des Nockenfolgers
der Schaltölkanal
mit dem an einer anderen Umfangsstelle des Nokkenfolgers geöffneten
Bereich des Schaltelements hydraulisch verbunden ist.
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An der äußeren Oberfläche des
Nockenfolgers ist nach einem weiteren erfindungsgemäßen Vorschlag
eine wendelförmige
Nut angeordnet, durch welche an einer Umfangsstelle des Nockenfolgers die
Hauptölgalerie
mit einer an einer anderen Umfangsstelle des Nockenfolgers befindlichen
Eintrittsöffnung
für das
Ventilspielausgleichselement hydraulisch verbunden ist. An einem
Nokkenfolger können auch
jeweils zwei wendelförmige
Nuten angeordnet sein.
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Durch eine wendelförmige Nut,
die an der äußeren Oberfläche eines
kreiszylindrischen Nockenfolgers eines Ventiltriebs angeordnet ist,
lassen sich außerhalb
des Nockenfolgers, genauer gesagt zwischen dem Nockenfolger und
seiner Führung
in einem Aufnahmeraum einer Brennkraftmaschine, der Ölfluß aus dem
Schaltölkanal
und der Ölfluß aus der Hauptölgalerie
in Bewegungsrichtung des Nockenfolgers bzw. längs dessen Hochachse vertauschen. Dies
ist inbesondere dann notwendig, wenn eine bestimmte Winkellage des
jeweiligen Öleintritts
in den Nockenfolger Vorteile bringt. Es kann z. B. notwendig sein,
um bei Stillstand der Maschine für
den Vorratsraum des Ventilspielausgleichselements eine Sicherheit
gegen Auslaufen zu gewährleisten,
oder zum Erreichen einer „steifen" Ölsäule eine Entlüftungsmöglichkeit
des nach oben von dem Nockenfolger weg gerichteten Schaltölkanals
zu erhalten.
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Durch zwei wendelförmige Nuten
am Mantel des Nockenfolgers erreicht man folgende Vorteile: Es bleibt
bei der vorhandenen Hauptölgalerie,
die parallel zu den Achsen der Nockenwelle und der Kurbelwelle angeordnet
ist. Der Schaltölkanal
läßt sich
als einfache, von der Mitte des Motors radial zu dem Nockenfolger
hin verlaufende direkte Bohrung ausführen. Durch die Schaltöl-Wendelnut besteht
ein eindeutig nach unten gerichteter Ölweg zum Nockenfolger hin bzw.
ein eindeutig nach oben gerichteter Ölweg und damit ein gutes Entlüftungsverhalten.
Der Nockenfolger kann so ausgelegt werden, daß auf konstruktiv einfache
Weise das Ventilspielausgleichselement oben angeordnet ist und der
Schaltmechanismus darunter liegt. Bei ähnlich aufgebauten Motoren
mit jedoch unterschiedlichen Ölversorgungen wird
damit in einfacher Weise eine Gleichteile-Verwendungsmöglichkeit
geschaffen. Außerdem
verbessert sich das Schmierverhalten des Nockenfolgers in seiner
Führung.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Vergleich mit einer
Brennkraftmaschine nach dem vorbekannten Stand der Technik im folgenden
näher beschrieben. Es
zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Nockenfolger
in der Seitenansicht, der sich in einer im Schnitt dargestellten
Brennkraftmaschine befindet;
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2 eine
vorbekannte Brennkraftmaschine mit einem eingesetzten Nockenfolger
im Schnitt.
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Ausführliche
Beschreibung der Zeichnung
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Der in 2 dargestellte
schaltbare Nockenfolger 1 nach dem vorbekannten Stand der
Technik ist in einen Ventiltrieb 2 einer Brennkraftmaschine eingebaut,
der über
Stößelstangen 4 betätigbar ist. Der
Nockenfolger 1 besteht aus einem äußeren zylindrischen Abschnitt 5,
der in seinem Innenraum 6 einen inneren zylindrischen Abschnitt 7 einschließt. Der
Abschnitt 7 ist relativ zum Abschnitt 5 axial
beweglich.
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Der äußere Abschnitt 5 ist
mit einem Ende einem Nocken 8 einer Nockenwelle zugewandt
und durch einen Boden 9 verschlossen. Im Bereich des Bodens 9 ist
eine Rolle 10 vorgesehen, deren Mantelfläche als
Anlauffläche
für den
Nokken 8 dient. Die Rolle 10 ist über eine
Wälzlagerung
auf einem Bolzen abgestützt,
der im Bereich des Bodens 9 diametral durch den äußeren Abschnitt 5 geführt und
dort mit seinen Enden über
eine Verstemmung im äußeren Abschnitt 5 befestigt
ist.
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Der innere Abschnitt 7 ist
mit seinem außerhalb
des äußeren Abschnitts 5 befindlichen
Ende der Stößelstange 4 zugewandt,
die sich hier an einer kalottenförmig
ausgebildeten Anlagefläche 11 des
inneren Abschnitts 7 mit ihrem Ende 12 abstützt. Dabei
ist die Anlagefläche 11 Teil
eines Spielausgleichselementes, welches unter anderem von dem inneren Abschnitt 7 gebildet
wird.
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An eine äußere Stirnseite eines den Schaltvorgang
des Nockenfolgers 1 bewirkenden Schaltelementes 13 kann
Hydraulikmittel geleitet werden. Zu diesem Zweck ist in der Brennkraftmaschine 3 ein Kanal 14 vorgesehen.
Zur Erzielung eines großen Hubes
eines Gaswechselventils 15, welches über einen Kipphebel 16 und
die Stößelstange
mit dem Ventiltrieb 2 verbunden ist, ist die Kopplung des äußeren Abschnitts 5 mit
dem inneren Abschnitt 7 des Nockenfolgers 1 erforderlich.
Das Schaltelement 13 ist als kolbenartiger Schieber hergestellt,
der von einer Druckfeder in der Kopplungsstellung gehalten wird.
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Wird eine Abschaltung des Gaswechselventils 15 gewünscht, so
wird Hydraulikmitteldruck aus dem Kanal 14 vor die äußere Stirnseite
des Schaltelementes 13 geleitet. Befindet sich der Nockenfolger 1 in
seiner Grundkreisphase, in welcher der äußere Abschnitt 5 und
der innere Abschnitt 7 zueinander nicht verspannt vorliegen,
so kann bei ausreichendem Druck an Hydraulikmittel das Schaltelement 13 entgegen
der Kraft seiner Druckfeder radial vollständig in den inneren Abschnitt 7 verlagert
werden. Bei dem nachfolgenden Nockenhub verschiebt sich dann der äußere Abschnitt 5 relativ
zum inneren Abschnitt 7 entgegen der Kraft einer in dem äußeren Abschnitt 5 angeordneten
Druckfeder 17. Die Stößelstange 4 und
das Gaswechselventil 15 bleiben von einer Verschiebung
verschont, weil die Kraft der Druckfeder 17 des äußeren Abschnitts 5 kleiner
ist als die entgegenwirkende Kraft der Druckfeder des Gaswechselventils 15.
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Das Spielausgleichselement, welches
unter anderem von dem inneren zylindrischen Abschnitt 7 gebildet
und in diesem angeordnet ist, benötigt als hydraulisch arbeitendes
Spielausgleichselement die Zufuhr von Öl als Hydraulikmittel. Hierfür ist in
der Stößelstange 4 eine
Zuleitung 18 angeordnet. Statt dieser Zuleitung ist aber
auch eine Zuleitung für
Hydraulikmittel denkbar, welche in der Brennkraftmaschine 3 in
den Aufnahmeraum 19 für
den äußeren zylindrischen
Abschnitt 5 führt.
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Der erfindungsgemäße, in 1 dargestellte Nockenfolger 20 ist
ein im Wesentlichen kreiszylindrisches Bauteil, welches in einen
Aufnahmeraum 21 einer Brennkraftmaschine 22 eingesetzt
und dort längsverschieblich
geführt
ist. An seinem unteren axialen Ende ist der Nockenfolger 20 von
dem Nocken 23 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine 22 beaufschlagt.
An seinem oberen axialen Ende steht der Nockenfolger 20 unmittelbar
oder mittelbar mit einem Gaswechselventil der Brennkraftmaschine 22 in
Verbindung. In dem Nockenfolger 20 ist ein hydraulisches
Ventilspielausgleichselement angeordnet, welches sein Hydraulikmittel
aus einer Hauptölgalerie 24 der
Brennkraftmaschine 22 erhält. Außerdem ist in dem Nockenfolger 20,
wie beispielsweise in dem vorbekannten Stand der Technik, ein Schaltelement
angeordnet, welches das für
die Durchführung
des Schaltvorganges erforderliche Hydraulikmittel aus einem Schaltölkanal 25 der
Brennkraftmaschine 22 erhält. Dieser ist oberhalb der
Hauptölgalerie 24 angeordnet.
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In dem Nockenfolger 20 ist
das Ventilspielausgleichselement im oberen, dem Gaswechselventil
zugewandten Bereich angeordnet. Darunter befindet sich das Schaltelement
zum Zuschalten oder Abschalten der Axialkraft, die auf das Gaswechselventil zu übertragen
ist. Damit Hydraulikmittel aus dem in der Brennkraftmaschine 22 höher liegenden Schaltölkanal 25 in
den in dem Nokkenfolger 20 tiefer liegenden Bereich des
Schaltelementes gelangen kann, ist erfindungsgemäß in den Nockenfolger 20 eine
wendelförmige,
abwärts
verlaufende Nut 26 eingearbeitet, die von der äußeren Oberfläche des
Nockenfolger 20 ausgeht, welche sich innerhalb des Aufnahmeraumes 21 der
Brennkraftmaschine 22 befindet.
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In entsprechender Weise ist erfindungsgemäß eine weitere,
jedoch wendelförmig
aufwärts
verlaufende Nut 27 in den Nockenfolger 20 eingearbeitet,
die es ermöglicht,
daß Hydraulikmittel
aus der in der Brennkraftmaschine 22 tiefer liegenden Hauptölgalerie 24 in
das im Nockenfolger 20 höher angeordnete Ventilspielausgleichselement
gelangen kann.
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Statt der wendelförmigen Nuten 26 und 27, die
an der Mantelfläche
des Nokkenfolgers 20 in diesen eingearbeitet sind, ist
es auch möglich,
dort eine Ansammlung von eingesenkten Flächen vorzusehen, welche radial
versetzt und wendelförmig
hintereinander angeordnet sind.
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- 1
- Nockenfolger
- 2
- Ventiltrieb
- 3
- Brennkraftmaschine
- 4
- Stößelstange
- 5
- äußerer zylindrischer
Abschnitt
- 6
- Innenraum
- 7
- innerer
zylindrischer Abschnitt
- 8
- Nocken
- 9
- Boden
- 10
- Rolle
- 11
- Anlagefläche
- 12
- Ende
der Stößelstange
- 13
- Schaltelement
- 14
- Kanal
- 15
- Gaswechselventil
- 16
- Kipphebel
- 17
- Druckfeder
- 18
- Zuleitung
- 19
- Aufnahmeraum
- 20
- Nockenfolger
- 21
- Aufnahmeraum
- 22
- Brennkraftmaschine
- 23
- Nocken
- 24
- Hauptölgalerie
- 25
- Schaltölkanal
- 26
- Nut
- 27
- Nut