DE3219611C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Ventilsteuerein­ richtung für Brennkraftmaschinen bei Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine verstellbare Ventilsteuereinrichtung ist auf dem Fachgebiet bekannt, bei dem ein erster von einer ersten Nockenscheibe angetriebener Ventilsteuerhebel für die nie­ dere Drehzahl und ein zweiter von einer zweiten Nockenschei­ be angetriebener Ventilsteuerhebel für die hohe Drehzahl für ein Ventil der Einlaß- oder Auslaßeinrichtung der Brenn­ kraftmaschine vorgesehen sind. Drehpunkte an den Grund­ teilen der Ventilsteuerhebel werden alternierend verschoben, so daß die Ventilsteuerhebel alternierend eine Arbeitsstel­ lung einnehmen, in der der Ventilsteuerhebel in Eingriff mit der zugeordneten Nockenscheibe ist, und eine unwirksame Stellung bzw. eine Ruhestellung, in der der Ventilsteuerhebel nicht in Eingriff mit der zugeordneten Scheibe ist (vgl. japanische Gebrauchsmusteranmeldung No. 1 52 308/1980).

Bei dieser Einrichtung werden die Drehpunkte im allgemeinen beim Umschalten der Arbeitsstellungen der Ventilsteuerhebel gleichzeitig verschoben. Wenn daher beim Umschalten der Arbeitsstellungen die Ventilsteuerhebel Zwischenstellungen einnehmen und in Eingriff mit den Nockenscheiben sind, tritt als Folge hiervon ein unerwünschter Stoß auf. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß eine Umschaltung von dem Betrieb mit hoher Drehzahl auf den Betrieb mit niedriger Drehzahl und umgekehrt nicht gleichmäßig bzw. ruckfrei möglich ist.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verstellbare Ventilsteuereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit der eine Umschaltung von dem Betrieb mit hoher Drehzahl auf den Betrieb mit niedriger Drehzahl und umgekehrt gleichmäßig bzw. ruckfrei möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht mit Teilausschnitten eines ersten Ausführungsbeispiels einer verstellbaren Ventilsteuereinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht mit Teilausschnitten der Einrich­ tung von Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht mit Teilausschnitten der Einrichtung von Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Steuernocken der Einrichtung nach der Erfindung,

Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Ventil­ erhebungskurven für die Erläuterung der Ar­ beitsweise der Steuernocken in Fig. 4,

Fig. 6 und 7 eine vorderseitige und eine seitliche Schnitt­ ansicht zur Verdeutlichung eines abgewandelten Beispiels der Einrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 8 und 9 eine Vorderansicht und eine Draufsicht in Teilausschnitten einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Einrichtung nach der Er­ findung.

In der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit den­ selben Bezugszeichen versehen.

Ein Beispiel einer verstellbaren Ventilsteuereinrichtung nach der Erfindung ist in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt. Diese verstellbare Ventilsteuereinrichtung weist einen ersten Ventilsteuerhebel 4 und einen zweiten Ventilsteuerhebel 5 auf, die über einem Ventil 1 in einer Einlaß- oder Auslaßeinrichtung vorgesehen sind. Der erste und der zweite Ventilsteuerhebel 4, 5 werden von einer ersten Nockenscheibe 2, die für die niedere Drehzahl bestimmt ist, und einer zweiten Nockenscheibe 3, die für die hohe Drehzahl bestimmt ist, jeweils angetrieben. Die Nockenscheiben 2 und 3 sind nebeneinanderliegend auf einer Nockenwelle 6 angebracht, die ein Nockenzahnrad 7 an einem Ende hat, über das die Nockenwelle 6 mit der Kurbel­ welle einer Brennkraftmaschine gekoppelt ist, so daß sich die Nockenwelle 6 synchron mit der Kurbelwelle dreht.

Die Ventilsteuerhebel 4 und 5 sind so beschaffen, daß Dreh­ punkte bzw. Lagerstellen 8, 9 an den Grundteilen der Ventilsteuerhebel 4 und 5 wechselweise verschoben werden können, so daß die Ventilsteuer­ hebel wechselweise eine Arbeitsstellung einnehmen, in der ein Ventilsteuerhebel in Eingriff mit der zugeordneten Nocken­ scheibe ist, und eine unwirksame Stellung bzw. eine Ruhestel­ lung einnehmen, in der der Ventilsteuerhebel nicht in Ein­ griff mit der zugeordneten Nockenscheibe ist. Insbesondere erreicht man einen ersten Betriebszustand mit niederer Dreh­ zahl, bei der der erste Ventilsteuerhebel 4 in Arbeitsstellung ist und einen Betriebszustand mit hoher Drehzahl, bei dem der zweite Ventilsteuerhebel in Arbeitsstellung ist, wobei die­ se Arbeitsstellungen wechselweise eingenommen werden. Beim Betriebszustand mit niederer Drehzahl wird der Drehpunkt 8 nach oben bewegt, so daß der erste Ventilsteuerhebel 4 in Eingriff mit der ersten Nockenscheibe 2 ist, während der Drehpunkt 9 nach unten bewegt wird, so daß der zweite Ventilsteuerhebel 5 nicht in Eingriff mit der zweiten Nockenscheibe 3 ist. Beim Betriebszustand mit hoher Drehzahl wird der Drehpunkt 8 nach unten bewegt, so daß der erste Ventilsteuerhebel 4 nicht in Eingriff mit der ersten Nockenscheibe 2 ist, während der zweite Drehpunkt 9 nach oben bewegt wird, so daß der zweite Ventilsteuerhebel 5 in Eingriff mit der zweiten Nockenscheibe 3 ist.

Die Endabschnitte der vorderen Endseiten der Ventilsteuer­ hebel 4 und 5 sind benachbart zueinander angeordnet und mittels eines Bolzens 10 drehbar gekoppelt, der in Querrichtung verläuft. Andererseits sind die Drehpunktseiten der Ventilsteuerhebel im Abstand voneinander angeordnet und ihre unteren Flächen sind auf Stützarmen 12 und 13 abgestützt, die auf einer Stützwelle 11 gelagert sind, die neben den Ventilsteuerhebeln angeordnet ist. Die Drehpunkte 8 und 9 bestehen aus kugelförmigen Drehgelenken, die so beschaffen sind, daß sie die Grundteile der Ventilsteuerhebel von unten abstützen. Mit Gewinde versehene Bolzen 8 a und 9 a erstrecken sich von den kugelförmigen Drehgelenken weg und können dadurch in Gewindeeingriff mit den Stützarmen 12 und 13 gebracht werden. Hierbei ist es erwünscht, daß in den Arbeitsstellungen der Ventilsteuerhebel 4 und 5 Zwischenräume zwischen den Ventilsteuerhebeln 4 bzw. 5 und den Nockenscheiben 2 bzw. 3 vorhanden sind, und daß diese Zwischenräume einstellbar sind. Hierzu sind Muttern 8 b und 9 b mit den mit Gewinde versehenen Bolzen 8 a und 9 a kombiniert, so daß die Höhen der Drehpunkte 8 und 9 jeweils gegebenenfalls eingestellt werden können.

Wie sich aus den Fig. 1 bis 3 ergibt, sind die zuvor beschriebenen Stützarme 12 und 13 hin- und hergehend beweglich und durch die seitlich angeordnete Stützwelle 11 abgestützt, die fest mit dem Motorblock 20 verbunden ist. Die so ausgebildete Einrichtung kann, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, abgewandelt werden. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform sind weder Stützarme noch eine Stützwelle vorhanden; als Stützarme dienen vielmehr einstückig mit dem Motorblock ausgebildete Führungen, in denen Bolzen 11 a vertikal gleiten können.

Eine weitere abgewandelte Ausführungsform der verstellbaren Ventilsteuereinrichtung nach der Erfindung ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Bei dieser abgewandelten Ausführungs­ form bestehen die Drehpunkte 8 und 9 aus Exzenterbolzen, die seitlich in die Grundteile der Ventilsteuerhebel 4 und 5 eingesetzt sind. Die Exzenterbolzen sind jeweils schwenkbar an Armen 12 und 13 gelagert und fest in ihren entsprechenden Exzenterpositionen mit Schrauben 8 b und 9 b angebracht. Entsprechend der Größe der Exzentrizität lassen sich dann die Höhen der Drehpunkte 8 und 9 einstellen, so daß die Zwischenräume zwischen den Nockenscheiben 2, 3 und den Ventilsteuerhebeln 4, 5 jeweils auf geeignete Werte einstellbar sind.

Die Umschaltung zwischen dem Betriebszustand mit hoher Drehzahl und dem Betriebszustand mit niedriger Drehzahl erfolgt über Steuernocken, die unterhalb der Drehpunkte 8 und 9 vorgesehen sind. Dazu ist eine Nockenwelle 14 unterhalb der Drehpunkte 8 und 9, wie in den Fig. 1 oder 3 gezeigt, vorgesehen. Die Nockenwelle 14 hat einen ersten Steuernocken 15, der den Drehpunkt 8 des ersten Ventilsteuerhebels 4 stützt, und einen zweiten Steuernocken 16, der den Drehpunkt 9 des zweiten Ventilsteuerhebels 5 stützt (siehe Fig. 4).

Die Steuernocken 15 und 16 haben Nockenflächen 15 a und 16 a, die die Drehpunkte 8 und 9 nach oben und unten bewegen. Die Nockenflächen 15 a und 16 a sind hinsichtlich ihrer Winkellage verschieden. Jedoch überlappen sich, winkelmäßig gesehen, die Nockenflächen 15 a und 16 a an den Enden, wie in Fig. 4 gezeigt. Auf dem Umfangsteil der Nockenwelle 14, der dem Umfangsteil gegenüberliegt, an dem die Nockenflächen vorgesehen sind, ist eine Grundkreisfläche 17 ausgebildet.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der verstellbaren Ventilsteuereinrichtung nach der Erfindung näher erläutert. Zuerst sei der Fall angenommen, daß sich die Nockenwelle 14 in Gegenuhrzeigerrichtung dreht. Hierbei wird zunächst der auf die Grundkreisfläche 17 folgende erste Steuernocken 15 wirksam, so daß der Drehpunkt 8 nach oben bewegt wird, um zu erreichen, daß der erste Ventil­ steuerhebel 4 seine Arbeitsstellung einnimmt. Folglich wird das Ventil 1 durch die erste Nockenscheibe 2 betätigt, die im Eingriff mit dem ersten Ventilsteuerhebel 4 ist. Dies be­ deutet, daß das Ventil 1 sich im Betriebszustand mit niedri­ ger Drehzahl befindet. Für diese Arbeitsweise ist die Ventil­ erhebungskurve der Fig. 5 mit dem Kurvenzug a dargestellt.

Wenn sich die Nockenwelle 14 weiter dreht, wird der zweite Steuernocken 16 wirksam, so daß der Drehpunkt 9 nach oben be­ wegt wird, um zu erreichen, daß der zweite Ventilsteuerhebel 5 die Arbeitsstellung einnimmt. Das Ventil 1 wird daher durch die zweite Nockenscheibe 3 betätigt, die in Eingriff mit dem zweiten Ventilsteuerhebel 5 ist. Das Ventil 1 befindet sich somit im Betriebszustand mit hoher Drehzahl. Die Ventiler­ hebungskurve für diesen Betriebszustand ist mit dem Kurvenzug b in Fig. 5 dargestellt.

Nunmehr soll die Umschaltung vom Betrieb mit niedriger Dreh­ zahl auf den Betrieb mit hoher Drehzahl betrachtet werden. Wie zuvor beschrieben, überlappen sich die Steuernocken 15 und 16 an ihren Enden. Bevor daher die Position des ersten Ventilsteuerhebels 4 von der Arbeitsstellung zu der unwirk­ samen Stellung umgeschaltet wird, wird die Position des zweiten Ventilsteuerhebels 5 von der unwirksamen Stellung in die Arbeitsstellung umgeschaltet. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß sich die Positionen der beiden Ventilsteuerhebel relativ zueinander erst ändert, nachdem beide Ventilsteuerhebel 4 und 5 ihre Arbeitsstellun­ gen eingenommen haben. Daher ist die Einrichtung nach der Er­ findung frei von der zuvor beschriebenen Schwierigkeit, die ihre Ursache darin hat, daß ein Stoß mit den Nockenscheiben auftritt, wenn die beiden Ventilsteuerhebel 4 und 5 Zwischen­ stellungen einnehmen.

Wenn die Nockenwelle 14 weitergedreht wird, liegt die Grund­ kreisfläche 17 den Drehpunkten gegenüber, so daß beide Drehpunkte 8 und 9 nach unten bewegt werden. Demzufolge nehmen die beiden Ventilsteuerhebel 4 und 5 ihre unwirksamen Stellungen ein und das Ventil 1 bleibt geschlossen.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, nehmen beim Umschalten des ersten Ventilsteuerhebels und des zweiten Ventilsteuerhebels die Ventilsteuerhebel gleich­ zeitig ihre unwirksamen Stellungen ein, wodurch eine gleichmäßige bzw. ruckfreie Umschaltung in die Arbeitsstellungen der Ventilsteuerhebel möglich ist.

Claims (3)

1. Ventilsteuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit zwei auf ein einziges Gaswechselventil (1) einwirkenden Kipphebeln (4, 5), deren Lagerstellen an Steuernocken (15, 16) einer Steuerwelle (14) anliegen und dadurch verstellbar sind, so daß je nach dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine nur der eine oder andere Kipphebel wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurven (15 a, 16 a) der Steuernocken (15, 16) einander winkelmäßig soweit überlappen, daß bei einem Umschalten vom einen in den anderen Betriebszustand der Brennkraftmaschine beide Kipphebel (4, 5) über eine bestimmte, der Überlappung entsprechende Zeitspanne gleichzeitig auf das Gaswechselventil (1) einwirken.

2. Ventilsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen (8, 9) der Kipphebel (4, 5) an jeweils seitlich von diesen liegenden, auf einem Zapfen (11) drehbar gelagerten Stützarmen (12, 13) angebracht sind, die auf den Steuerkurven (15 a, 16 a) aufliegen.

3. Ventilsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerstellen (8, 9) an im Motorblock beweg­ lich geführten Stützzapfen (11 a) angebracht sind, die auf den Steuerkurven (15 a, 16 a) aufliegen.